Peaaegu iga kütus paiskab tarbimisel õhku erinevaid aineid. Need kütuseheitmed, eriti kui need pärinevad fossiilkütustest, võivad olla keskkonnale ning inimeste, loomade ja taimede elule väga kahjulikud. Fossiilkütuse põletamisel kipub see õhku eraldama märkimisväärses koguses süsihappegaasi; see võib vabastada ka muid kahjulikke aineid, nagu vääveldioksiid või süsinikmonooksiid. Fossiilkütuseid põletatakse kogu maailmas lugematul arvul eesmärkidel, alates autode ja lennukite toitest kuni elektrienergia pakkumiseni. Fossiilkütuste massilisel põletamisel eraldub tohutul hulgal kütuseheitmeid, millel võib olla laiaulatuslik mõju paljudele erinevatele asjadele.
Üks peamisi muresid, mida inimesed kütuseheitmete pärast tunnevad, on nende heidete mõju keskkonnale. Paljud kütuste põletamisel eralduvad gaasid, näiteks süsinikdioksiid, on kasvuhoonegaasid, mis põhjustavad kasvuhooneefekti ja aitavad kaasa globaalsele soojenemisele. Süsinikdioksiid on üks peamisi fossiilkütuste põletamisel tekkivaid kütuseheitmeid, mistõttu on selle mõju keskkonnale märkimisväärne. Fossiilkütused on peamiselt süsivesinikud, mistõttu nende põletamine lõhub sidemeid süsiniku ja vesiniku vahel, süsinikuaatomid seovad hapnikuga ning eraldub süsinikdioksiid.
Süsinikmonooksiidi heitkogused on veel üks ohtlik kütuseheite liik, kuid süsinikmonooksiidi heitkogused on inimestele otsesemalt kahjulikud. Süsinikmonooksiidi heitkogused tulenevad fossiilkütuste mittetäielikust põlemisest, mis toimub autodes toimuvates keemilistes protsessides. Selle tulemusena on autod varustatud katalüüsmuunduritega, mis oksüdeerivad süsinikmonooksiidi süsinikdioksiidiks, mis on otseselt vähem kahjulik. Katalüüsmuundurid põhjustavad ka muid keemilisi reaktsioone, mis muudavad mõned muud fossiilkütuste põlemisel tekkivad tooted mõnevõrra vähem ohtlikuks.
Kütuseheitmed põhjustavad ohtlikku ja kahjulikku protsessi, mida nimetatakse happevihmadeks, mille käigus fossiilkütuste põletamisel atmosfääri sattunud kemikaalid naasevad happeliste sademete kujul maapinnale. See võib olla väga kahjulik taimedele, veevarudele, veeloomadele ja mõnele inimese loodud objektile. Vääveldioksiid on ühend, mida kõige sagedamini seostatakse happevihmadega; see lahustub atmosfääri niiskuses ja muutub väävelhappeks. Lämmastikoksiidid võivad samuti kaasa aidata happevihmadele ja on tavalised autode heitgaasides. Pliiühendid võivad eralduda ka fossiilkütuste põletamisel; suurtes kontsentratsioonides võivad need kütuseheitmed põhjustada laste kahjustusi.