1. 不可再生性、不可回收性与可耗竭性
化石能源的特性之一是其使用的不可再生性和可耗竭性。化石能源不可回收的特点决定了它的资源耗竭速度必然快于其它资源。由于化石能源在使用后大多转化成对环境有害的废弃物，故对环境形成了巨大的压力。
2. 化石能源开发利用的非确定性
所谓非确定性，是指现实决策对未来影响的不准确预见。这在化石能源的开发利用过程中是不可避免的。如石油，现实的市场供需较易获得，原油生产与销售可以相对平衡。但是，未来市场对石油的需求，就很难预计。即使我们对石油资源存量、生产能力和技术可以作出比较准确的预测与判断，我们也无法知道子孙后代的选择偏好。由于化石能源开发利用和保护中的不确定性，很可能导致人们预料之中的或预料不到的一些环境问题。
3. 化石能源开发利用的不可逆性
不可再生的、耗竭性的化石能源的开发利用，具有不可逆的特征。石油、天然气、煤炭等其储量是有限的，开发利用多少等于减少多少。这种化石能源开发与消耗的不可逆性，决定了其使用机会的有限性，如果在一次使用中资源得不到充分利用，就会造成重大浪费和过度环境污染。虽然资源的替代可以缓解这种不可逆所带来的影响，但其不可逆性仍会构成严重的环境问题。尽管我们通过开发可再生的风能、水能及核能，以替代石油、天然气、煤炭等化石能源，但石油、煤炭作为能源只是其资源属性的一部分，它们还是石油化工和煤化工的主要原料。这些化工原料的功能，其它能源是难以替代的。
来源：化科院素质教育网