Företaget kommer att sälja investeringar till ett värde av 12 miljoner pund i företag där mer än 10 % av intäkterna kommer från utvinning av termiskt kol eller produktion av olja från tjärsand.
Kyrkan sade att det hade ett "moraliskt ansvar" att agera i miljöfrågor för att skydda de fattiga, som var mest sårbara för klimatförändringar.
Kyrkan förvaltar tre investeringsfonder till ett värde av omkring 8 miljarder pund.
"Klimatförändringar är redan en verklighet", säger Rev Canon Professor Richard Burridge, vice ordförande i kyrkans Etik Investment Advisory Group (EIAG).
"Kyrkan har ett moraliskt ansvar att tala och agera på både miljöförvaltning och rättvisa för världens fattiga som är mest sårbara för klimatförändringar", sade han.
"Detta ansvar omfattar inte bara kyrkans eget arbete för att minska vårt eget koldioxidavtryck, utan också hur kyrkans pengar investeras och hur vi engagerar oss med företag i denna viktiga fråga."
Analys: Helen Briggs, miljökorrespondent
Med den globala kampanjen för att flytta pengar ut ur fossila bränslen som ökar farten, den engelska kyrkans åtagande att avyttra för första gången från de mest förorenande formerna av energi ses som ett viktigt steg.
Kyrkan går med i flera brittiska institutioner som redan har anmält sig till rörelsen, däribland Glasgow University och British Medical Association. Men för vissa går tillkännagivandet inte tillräckligt långt.
Engelska kyrkan säger att den kommer att dra tillbaka investeringar till ett värde av 12 miljoner pund från företag som tjänar pengar på att utvinna termiskt kol - som används för att generera el - eller producera olja från tjärsand.
Detta är bara en bråkdel av dess totala investeringsportfölj och vissa kräver redan att kyrkan ska gå vidare genom att avyttra från alla fossila bränslen. Men kyrkan anser att samverkan med fossilbränsleföretag är produktiv för andra former av energi, såsom olja och gas, som kan behövas när världen rör sig mot en ekonomi med låga koldioxidutsläpp.
Den nya policyn " markerar början på en avyttringsprocess samt engagemang i fossilbränsleföretag och bättre anpassar kyrkans investeringspraxis till dess tro, teologi och praktik", tillade biskop Nick Holtam, som är den engelska kyrkans ledande biskop på miljöområdet.
Kyrkan sade att den också ville ha ett mer intensivt engagemang med företag som gav ett betydande bidrag till de globala utsläppen av växthusgaser. Den har nyligen lämnat in aktieägarbeslut vid BP och Shell där man efterlyser mer insyn i klimatförändringarna.
Christian Aids direktör för politik och offentliga angelägenheter, Christine Allen, sade att politiken borde få energiföretagen att tänka om sin verksamhet: "Öppet mot ytterligare avyttringar från omedgörliga företag måste höras som en sista varning till energiindustrin: skifta investeringar från fossila bränslen och till förnybara energikällor eller dina investerare kommer att göra det för dig.
"Varje pund som säljs av kyrkor, offentliga institutioner eller individer är ett tecken på att vi menar allvar."
Englands kyrka investerar inte direkt i tobak, pornografi eller löneutlånare.
För två år sedan visade det sig att kyrkan indirekt hade investerat i Wonga - som ärkebiskopen av Canterbury, Justin Welby, medgav att han var "förtvivlad och irriterad" över. Sedan dess har denna investering upphört.
Engelska kyrkan antar en ny klimatförändringspolitik och kommer att minska sina investeringar i fossila bränslebolag.