Д. І. Менделєєв визначив паливо як «горючу речовину, яку навмисно спалюють для одержання теплоти». Паливому широкому розумінні називають горючу речовину, яку економічно доцільно спалювати для одержання великих кількостей теплоти. Протягом XX ст. основним джерелом теплоти було органічне паливо. Із другої половини XX ст. людство все в більших масштабах використовувало ядерне паливо.
Величезний енергетичний ресурс, який становлять усі види органічного палива, підрозділяють на три основні категорії:
- потенційні запаси викопного палива, що на сучасному етапі розвитку науки і техніки неможливо або економічно недоцільно добувати;
- доступні, які можливо, але економічно не завжди доцільно добувати;
- економічні, видобуток яких економічно виправданий і доцільний на сучасному рівні розвитку науки і техніки.
Найбільший інтерес викликають нафта і газ, запаси яких обмежені. Водночас саме їх видобуток і переробка найбільш економічно вигідні та доцільні з погляду використання робочої сили й охорони навколишнього середовища.
Залежно від характеру використання паливо підрозділяють на енергетичне, технологічне і побутове; за агрегатним станом - на тверде, рідке і газоподібне; а за способом одержання - на природне і штучне.
Основними видами органічного палива, яке використовують в енергетиці, є: тверде (вугілля і торф); рідке (мазут); газоподібне (природний газ). Торф і вугілля - продукти розкладу органічної маси рослин, які відрізняються одне від одного хімічним віком (торф - наймолодший). Найдавніші родовища вугілля відомі в канадській Арктиці (-350 млн років). Найважливіший період вуглетворення в історії Землі припадає на останні 350-250 млн років. Вугленосні поклади в цей проміжок часу виявлено на всіх континентах, але найпотужніші - у Північній Америці, Європі й Азії, які протягом періоду вуглетворення знаходилися в екваторіальних і помірних широтах. Теплий клімат і достатня кількість опадів сприяли розвитку величезних масивів боліт. Вугілля формувалося і у наступні періоди, особливо в крейдовий (~ 20 млн років тому), але в жоден з них вугленагромадження не було настільки великим і інтенсивним, як у велику вугільну епоху.
Ресурси нафти і газу так само, як і вугілля, розміщені на земній кулі дуже нерівномірно. Регіони, що нині є головними виробниками нафти і газу, мають найбільший потенціал і для нових відкриттів. Якщо споживання зростатиме нинішніми темпами, усі ресурси нафти і газу можуть вичерпатися через кілька десятиліть.
Людство цікавлять дві проблеми, які безпосередньо пов'язані з теплоенергетикою: на який термін вистачить ПЕР і де дозволена грань забруднення атмосфери?
Нині світове використання енергоресурсів протягом року еквівалентно 30 млрд т у. п., енергоємність яких еквівалентна ~900 ЕДж. Якщо виходити з цієї цифри і світових запасів енергоресурсів (табл. 2.1), то тільки органічного палива людству вистачить на 500 років.