Neatjaunojamie resursi ir tie, kurus nevar atjaunot, un tāpēc to daudzums ir ierobežots. Tie ir cieši saistīti ar neilgtspējīgiem resursiem, kurus var atjaunot, bet ne tādā ātrumā, kas atbilst patēriņam. Ir daudz dažādu veidu neatjaunojamo resursu, tostarp fosilā kurināmā, rūdas, augu un dzīvnieku sugas,
Fosilais kurināmais bieži tiek minēts kā neatjaunojams resurss, daļēji tāpēc, ka cilvēki ir tik atkarīgi no to izmantošanas. Fosilais kurināmais ir organiski materiāli, piemēram, ogles, nafta un dabasgāze, kas tiek radīti, tūkstošiem gadu iedarbojoties uz organiskiem materiāliem intensīvā siltumā un spiedienā. Lai gan Zeme turpina dabiski ražot fosilo kurināmo, ātrums, ar kādu cilvēki izmanto šos resursus, ievērojami pārsniedz dabiskās attīstības ātrumu. Tā kā cilvēki nevar sintezēt lēni kustīgus procesus, kas rada fosilo kurināmo, tos uzskata par neatjaunojamiem resursiem.
Lai gan kodolenerģiju bieži raksturo kā ilgtspējīgu vai atjaunojamu enerģijas avotu, tā faktiski balstās uz neatjaunojamiem elementiem, kas pazīstami kā urāns un plutonijs. Abi šie elementi ir dabas resursi, kurus nevar sintezēt laboratorijā, piemēram, dārgakmeņus, vai atkārtoti stādīt, piemēram, kokus. Tā kā kodolenerģijas radīšana nav iespējama bez urāna un plutonija izmantošanas, tas nav atjaunojams enerģijas resurss.
Neatjaunojamie resursi ne vienmēr ir saistīti tikai ar enerģijas ražošanu. Viss, ko var izlietot un ko nevar aizstāt, ir neatjaunojams resurss. Piemēram, dzīvnieku sugas, kuras izzūd cilvēku izmantošanas dēļ, var uzskatīt par neatjaunojamu resursu. Viens Ziemeļamerikas putns, ko sauc par Karolīnas papagaili, tika nomedīts 20. gadsimta sākumā, un tas tika iekārots tā skaistā apspalvojuma dēļ. Dažu koku un augu izmantošana medicīnā ir novedusi daudzas sugas visā pasaulē uz izmiršanas robežas. Lai gan gan dzīvnieku, gan augu sugas var atjaunot, izmantojot selekcijas un mežsaimniecības programmas, kur šo programmu nav, veselas sugas var izzust dažu īsu desmitgažu laikā.
Neatjaunojamo resursu izmantošana ir strīdīgs un sarežģīts jautājums. 21. gadsimta sākumā cilvēku sabiedrība joprojām ir lielā mērā atkarīga no fosilā kurināmā resursiem transportam, elektrībai un neskaitāmām citām pamatprasībām. Lielāka izglītošana par sarūkošiem resursiem ir izraisījusi aicinājumu izstrādāt jaunas prakses, kas izmanto atjaunojamos energoresursus un pareizas ilgtspējīgu resursu pārvaldības programmas. Neraugoties uz šiem centieniem, daži eksperti bažījas, ka pārmaiņas var nenotikt pietiekami drīz, izraisot globālu krīzi, kad izzūd neatjaunojamie resursi.