Põlevkivi on settekivimi vorm, mis sisaldab ühendeid, mida saab muundada süsivesinikeks. Tegelikult on mõiste “põlevkivi” veidi vale, kuna põlevkivi pole tegelikult põlevkivi ega sisalda ka õli. Ülemaailmsed põlevkivimaardlad võivad tõhusa töötlemise korral anda umbes kolm triljonit barrelit naftat ning paljude naftaettevõtete eesmärk on parandada oma kaevandamisprotsessi tõhusust, et seda arvu veelgi suurendada. Sellisena nähakse põlevkivi kui potentsiaalset alternatiivi toornafta kaevandamisele vastuseks murele toornaftavarude kahanemise pärast.
Sarnaselt toornaftale sisaldab põlevkivi suures koguses orgaanilist ainet. Põlevkivis moodustab see orgaaniline materjal kerogeenidena tuntud ühendeid, mida saab kivist ekstraheerida kuumutades, et tekitada auru. Seejärel saab auru destilleerida, et luua erinevaid süsivesinike ahelaid, mis ulatuvad kütteõlist gaasideni. Põlevkivi on ajalooliselt kasutatud ka kütuseallikana, sest kivimid lähevad tänu kerogeenidele sõna otseses mõttes põlema.
Põlevkivi töötlemine ei ole tõsiste keskkonnamõjudeta. Esiteks tuleb kivim kaevandada, tekitades mitmesuguseid kaevandamisega seotud probleeme, sealhulgas erosiooni ja reostust. Seejärel tuleb kivimit kerogeenide eraldamiseks töödelda. Töötlemisprotsessi käigus kivim paisub, muutes selle pärast ala puhastamist kaevandusse tagasi panemise keeruliseks, samuti on kivim kantserogeenne, mistõttu on seda raske ohutult kõrvaldada. Destilleerimisprotsess kulutab ka palju ressursse, muutes selle veelgi vähem tõhusaks kui traditsiooniline toornafta destilleerimine.
Põlevkivi töötlemise programme on katsetatud mitmes riigis; kivimit ennast on tööstusprotsessides kasutatud alates 1800. aastatest. Põlevkivi suuremahuline kaevandamine ja töötlemine on aga leidnud tõsist vastuseisu paljudelt keskkonnaorganisatsioonidelt, mille liikmed kardavad, et see võib kahjustada keskkonda, soodustades samas fossiilkütuste kasutamist. Paljudele aktivistidele, kes tunnevad muret Maa allesjäänud põlisloodusalade pärast, on äärmiselt ebameeldiv mõte kaevata välja tohutuid loodusmaastikke kütuse ammutamise eesmärgil.
21. sajandi alguses, kui naftahinnad hakkasid üsna dramaatiliselt tõusma, pidasid paljud potentsiaalseteks energiaallikateks põlevkiviõli, naftat sisaldavaid liivasid ja bituumenkivimit. Need allikad on aga lõppkokkuvõttes vaid ajutine peatus, kuna lõpuks kaovad ka nende materjalide varud, jättes inimesed silmitsi tõsise energiakriisiga. Lühiajalises perspektiivis võib sellisteks materjalideks üleminek tõsta energia hindu veelgi kõrgemale, kuna nende kasutatavaks muutmiseks on vaja tööjõudu.