الأثر البيئي لاستخدام الفحم يشمل تلوث الهواء والماء والتربة، وتدهور الأراضي الناتج عن التعدين، وانبعاثات غازات الدفيئة من الحرق. ينتج عن الفحم رماد ومعادن ثقيلة وملوثات مثل الزئبق والكبريت والجسيمات الدقيقة، مما يسبب أضراراً صحية وبيئية واسعة. ورغم دوره التاريخي في التصنيع وتوليد الكهرباء، أصبح الفحم من أكثر مصادر الطاقة إثارة للقلق بسبب تغير المناخ وتكاليف التلوث الخفية.

تلوث الهواء حدوث تغير ضار في نقاء الهواء نتيجة دخول ملوثات طبيعية أو صناعية إليه، مثل الغبار والدخان والغازات والجسيمات الدقيقة الناتجة عن إحراق الوقود وتشغيل المركبات والمصانع ومحطات الطاقة وحرق النفايات. تزداد خطورة هذه الظاهرة في المدن الكبرى والمناطق الصناعية، حيث تتراكم أكاسيد الكبريت والنيتروجين وأول أكسيد الكربون والمركبات العضوية والجسيمات العالقة، وقد تساعد بعض الظروف الجوية مثل الانقلاب الحراري على حبس الملوثات قرب سطح الأرض. ويؤثر تلوث الهواء في صحة الإنسان والنبات والحيوان ومواد البناء والاقتصاد، كما يرتبط بظواهر مناخية وبيئية واسعة، وتحد مكافحته من خلال التشريعات، وتحسين الوقود، وتركيب أجهزة خفض الانبعاثات، وتطوير وسائل نقل وطاقة أقل تلويثاً.

خط المصدر هو بناء رياضي يُستخدم لتحليل تلوث الهواء والضوضاء على امتداد الطرق، غير أنه لم يُطوَّر بوصفه أداة ذات قيمة عملية إلا في عام ١٩٧٠، حين دفعت القوانين البيئية الكبرى في الولايات المتحدة إلى توسيع نطاق النمذجة البيئية بصورة ملحوظة، فانتقل من فكرة حسابية مجردة إلى وسيلة أكثر فاعلية في دراسة أثر الطرق في البيئة المحيطة.

يسهم احتراق النفط والفحم والغاز في تلوث الهواء وإطلاق غازات تؤثر في المناخ وصحة الإنسان والأنظمة البيئية. وتُعد هذه الأنواع من الوقود موارد غير متجددة تتكون خلال ملايين السنين، ولذلك لا يمكن تعويض ما يُستهلك منها ضمن المدة الزمنية القصيرة لحياة المجتمعات البشرية.

يرتبط تلوث الهواء بزيادة خطر الإجهاض والسكتات الدماغية والخرف، إذ تؤثر الملوثات الدقيقة والغازات الضارة في صحة الجهاز التنفسي والدورة الدموية والدماغ على نحو متدرج مع استمرار التعرض لها. ويُعد هذا الارتباط من المؤشرات الصحية المهمة التي تبرز أثر البيئة الملوثة في عدد من الوظائف الحيوية، ولا يقتصر ضررها على الجهاز التنفسي فحسب، بل يمتد إلى مضاعفات أكثر خطورة تمس الحمل والأوعية الدموية والقدرات الإدراكية.