تؤثر الأنشطة البشرية، مثل إزالة الغابات وحرق الوقود الأحفوري والتلوث الصناعي، في التوازن الطبيعي للموارد والهواء والمياه. لذلك تُعد المحافظة على الموارد الطبيعية واستخدامها بصورة مستدامة من أهم التحديات البيئية، لأنها تضمن استمرار توافرها للأجيال الحالية والمستقبلية، وتحافظ على النظم البيئية التي تعتمد عليها جميع أشكال الحياة.

الوقود الأحفوري هو وقود يتكون عبر ملايين السنين من بقايا كائنات حية قديمة تعرضت للضغط والحرارة داخل القشرة الأرضية، ويشمل الفحم والنفط والغاز الطبيعي. يؤدي احتراقه إلى إطلاق الطاقة وثاني أكسيد الكربون وملوثات أخرى، ولذلك يرتبط استخدامه بتغير المناخ وتلوث الهواء.

كثافة الانبعاث أو كثافة الكربون مقياس لمعدل انبعاث ملوثات معينة نسبةً إلى نشاط أو إنتاج محدد، مثل غرامات ثاني أكسيد الكربون لكل ميغاجول من الطاقة أو لكل كيلوواط ساعة؛ تُستخدم لتقدير الانبعاثات استنادًا إلى الوقود أو الإنتاج أو المسافات ولمقارنة الأثر البيئي لمصادر وأنواع الطاقة.

دورة النيتروجين عملية طبيعية ينتقل فيها النيتروجين بين الهواء والتربة والماء والكائنات الحية، وهي ضرورية لاستمرار الحياة لأن النباتات والحيوانات تحتاج إلى النيتروجين في بناء البروتينات والمواد الحيوية. لا تستطيع معظم الكائنات استخدام النيتروجين الغازي مباشرة، لذلك تثبته بعض البكتيريا والطحالب في صورة مركبات قابلة للامتصاص، ثم تنتقل هذه المركبات إلى النباتات ومنها إلى الحيوانات عبر الغذاء. وبعد موت الكائنات أو طرح فضلاتها، تعيد البكتيريا والفطريات تحويل النيتروجين إلى نشادر ونترات، بينما تعيد بكتيريا أخرى جزءاً منه إلى الجو. وقد تؤثر الأنشطة البشرية، مثل الإفراط في الأسمدة واحتراق الوقود، في توازن هذه الدورة وتلوث المياه والهواء.

نسبة الوقود إلى الهواء هي النسبة الكتلية للهواء إلى الوقود في عملية الاحتراق وتحدد قابلية الاشتعال، وطاقة الإطلاق، والملوثات الناتجة؛ وتُصنّف عند التكافؤ إلى خليط غني (زائد وقود) أو فقير (زائد هواء)، وتُقاس بحساسات الأكسجين ضيقة أو واسعة النطاق مع تعديل الحساب لمحتوى الأكسجين المتغير بدرجة الحرارة والارتفاع وبخار الماء.