Les sources d'énergie des moteurs thermiques des véhicules sont presque exclusivement des carburants qui sont fabriqués à partir de pétrole brut au moyen de procédés physico-chimiques très élaborés. Ces carburants sont des mélanges de liaisons diverses de carbone, d'hydrogène et éventuellement d'oxygène et sont adaptés au processus de combustion des moteurs. À poids égal, ils possèdent, par rapport aux autres liquides combustibles, une grande densité énergétique. Cette énergie accumulée est libérée directement et rapidement pendant la combustion et se transforme en énergie mécanique dans le moteur.
Outre ces avantages, les carburants liquides présentent les caractéristiques intéressantes suivantes :
1 Dosage simple et fiable
2 Le carburant finement pulvérisé se mélange facilement à l'air
3 Combustion ne laissant que très peu de résidus en présence d'une quantité d'air suffisante
4 Système opérationnel en permanence et pouvant être, le cas échéant, adapté à la température ambiante
5 Stockage et transport simples
6 Réseau dense de stations-service sur tout le territoire
Ces caractéristiques alliées à l'agencement du moteur et aux additifs de carburant (par ex. accélérateurs d'allumage) permettent d'adapter les carburants aux conditions de combustion et d'utiliser leur énergie de manière rentable. Actuellement, des carburants biogènes, dits "alternatifs", sont de plus en plus mélangés aux carburants fossiles.
À l'échelle internationale, les carburants présentent différentes qualités. La qualité du carburant est un facteur déterminant pour la performance et les émissions de gaz d'échappement des véhicules. En conséquence, la qualité du carburant devrait être harmonisée à un niveau approprié en fonction des exigences des véhicules. Pour réaliser ces objectifs, l'industrie automobile internationale a créé la Charte mondiale de carburant (World Wide Fuel Charter, WWFC) qui définit les objectifs adéquats pour les différentes exigences concernant les gaz d'échappement et les émissions de CO2. La Charte WWFC fait régulièrement l'objet d'une révision et est adaptée en fonction du niveau technologique le plus récent.