V závislosti od geologických podmienok možno uhlie ťažiť predovšetkým dvoma metódami: podzemným a povrchovým dobývaním. Ťažba uhlia negatívne pôsobí na pôdu a vzhľad krajiny, pričom povrchová ťažba má oveľa závažnejšie dôsledky ako hlbinná ťažba. Podzemné dobývanie uhlia môže významne ovplyvňovať zdroje podzemných vôd – baňa môže zapríčiniť odvodnenie veľkého územia. Znečistené vody sú väčšinou kyslé, preto ich treba pred vypustením do recipientu (vodná nádrž alebo vodný tok, do ktorých sa odvádzajú odpadové vody) neutralizovať.
Teplo, para a elektrická energia sa vyrábajú klasickým spôsobom spaľovaním tuhých, kvapalných a plynných palív v kotloch elektrární, kotolní, v spaľovniach a lokálnych kúreniskách. Spaľovacie procesy prebiehajúce v týchto zariadeniach majú všeobecne najväčší podiel na množstve tuhých a plynných exhalátov vypúšťaných do ovzdušia.
Pri spaľovaní uhlia uniká časť popolu vo forme popolčeka do ovzdušia a väčšina síry sa spáli na oxid siričitý, ktorý s atmosferickou vlhkosťou vytvára kyselinu siričitú a postupne až kyselinu sírovú. Pri spaľovaní uhlia vznikajú aj oxidy dusíka. Do ovzdušia prenikajú stopové množstvá ťažkých kovov, rádioaktívnych nuklidov a karcinogénnych uhľovodíkov. Pri nedokonalom spaľovaní vzniká ďalej oxid uhoľnatý, vodík, nižšie uhľovodíky a sadze. Spaľovanie uhlia sprevádza vznik a vypúšťanie odpadových vôd do povrchových vôd. Najškodlivejšie sú fenolové odpadové vody, ktoré sa čistia dvojstupňovým biologickým procesom. Elektráreň na uhlie vypúšťa na jednotku výroby väčšie množstvo oxidu siričitého, oxidov dusíka a tuhých častíc ako iné systémy. Pri znížení množstva škodlivých exhalátov z elektrární na fosílne palivá sa uplatňujú rozličné opatrenia, metódy a postupy. Stavajú sa vysoké komíny, ktoré síce neodstraňujú exhaláty, ale zväčšujú ich rozptyl. To isté množstvo vypúšťaných exhalátov sa rozloží na väčšiu plochu, čím sa zníži koncentrácia. Množstvo škodlivín zostáva nezmenené, a preto výstavba vysokých komínov je iba čiastočným riešením ochrany životného prostredia. Do oblasti zásadných riešení patrí napr. zavedenie maloodpadových technológií. V prípade tepelných elektrární sa použitím kvalitnejšieho paliva úmerne zníži množstvo škodlivých exhalátov.
Vzájomnému vzťahu elektrární na fosílne palivo a jej okoliu sa v súčasnosti venuje veľká pozornosť.