Monet maat luottavat hiileen, öljyyn ja maakaasuun toimittaakseen suurimman osan energiantarpeistaan, mutta riippuvuus fossiilisista polttoaineista on suuri ongelma. Fossiiliset polttoaineet ovat rajallinen resurssi. Lopulta maailmassa loppuu fossiilisia polttoaineita, tai jäljelle jäävien hakeminen tulee liian kalliiksi. Fossiiliset polttoaineet aiheuttavat myös ilmaa, vesi ja maaperän pilaantuminen, ja tuottaa kasvihuonekaasut jotka edistävät ilmaston lämpeneminen.
Uusiutuvat energialähteet tarjoavat puhtaampia vaihtoehtoja fossiilisille polttoaineille. Ne eivät ole täysin ongelmattomia, mutta ne aiheuttavat paljon vähemmän pilaantumista ja vähemmän kasvihuonekaasuja, eivätkä määritelmän mukaan lopu. Tässä ovat tärkeimmät uusiutuvan energian lähteemme:
Aurinko on tehokkain energialähde. Auringonvaloa tai aurinkoenergiaa voidaan käyttää kodien ja muiden rakennusten lämmitykseen, valaistamiseen ja jäähdyttämiseen, sähkön tuottamiseen, veden lämmitykseen ja moniin teollisiin prosesseihin. Auringon energian keräämiseen käytetty tekniikka kehittyy jatkuvasti, mukaan lukien vesilämmityskattoputket, valosähkökennot ja peilijärjestelmät. Kattopaneelit eivät ole häiritseviä, mutta maassa olevat suuret ryhmät voivat kilpailla villieläinten elinympäristön kanssa.
Tuuli on ilman liikettä, joka tapahtuu, kun lämmin ilma nousee ja viileämpi ilma kohoaa sen tilalle. Tuulen energiaa on käytetty vuosisatojen ajan purjehtimaan aluksia ja ajaa tuulimyllyjä, jotka jauhaavat viljaa. Nykyään tuulivoima kaappaa tuuliturbiineilla ja käyttää sitä sähkön tuottamiseen. Turbiinien asennuspaikkoihin liittyy säännöllisin väliajoin ongelmia, koska ne voivat olla ongelmallisia muuttolintuille ja lepakoille.
Alavirtaan virtaava vesi on voimakas voima. Vesi on uusiutuva luonnonvara, jota lataa jatkuvasti globaali haihtumis- ja sademäärä. Auringon lämpö saa järvien ja valtamerten veden haihtumaan ja muodostamaan pilviä. Vesi putoaa sitten takaisin maan päälle sateen tai lumena ja valuu jokiin ja puroihin, jotka virtaavat takaisin valtamereen. Virtaavaa vettä voidaan käyttää vesipyörien voimistamiseen, jotka ohjaavat mekaanisia prosesseja. Turbiinien ja generaattoreiden, kuten useissa padoissa ympäri maailmaa sijaitsevien, vangitsemana virtaavan veden energiaa voidaan käyttää sähkön tuottamiseen. Pieniä turbiineja voidaan käyttää jopa yksittäisten asuntojen virrankulutukseen.
Biomassa on ollut tärkeä energialähde siitä lähtien, kun ihmiset alkoivat ensin polttaa puuta ruoanlaittoon ja lämmittää itseään talven kylmää vastaan. Puu on edelleen yleisin biomassaenergian lähde, mutta muihin biomassan energialähteisiin kuuluvat ruokakasvit, ruohot ja muut kasvit, maa- ja metsätalousjätteet ja -jäämät, yhdyskunta- ja teollisuusjätteiden orgaaniset komponentit, jopa yhteisöstä korjatut metaanikaasut kaatopaikoille. Biomassaa voidaan käyttää sähkön tuotantoon ja polttoaineena kuljetukseen tai sellaisten tuotteiden valmistukseen, jotka muuten edellyttäisivät uusiutumattomien fossiilisten polttoaineiden käyttöä.
Vetyllä on valtava potentiaali polttoaineena ja energian lähteenä. Vety on yleisin elementti maan päällä - esimerkiksi vesi on kaksi kolmasosaa vetyä -, mutta luonnossa sitä löytyy aina yhdessä muiden elementtien kanssa. Kun vety on erotettu muista elementeistä, sitä voidaan käyttää kuljettamaan ajoneuvoja, korvaamaan maakaasu lämmitykseen ja ruoanlaittoon sekä tuottamaan sähköä. Vuonna 2015 ensimmäinen vetykäyttöinen henkilöauto tuli saataville Japanissa ja Yhdysvalloissa.
Maan sisäinen lämpö tuottaa höyryä ja kuumaa vettä, jota voidaan käyttää generaattoreiden ja sähkön tuottamiseen tai muihin sovelluksiin, kuten kodin lämmitykseen ja teollisuuden sähköntuotantoon. Geoterminen energia voidaan ottaa syvistä maanalaisista säiliöistä poraamalla tai muista geotermisistä säiliöistä lähempänä pintaa. Tätä sovellusta käytetään yhä enemmän asuin- ja liikerakennusten lämmitys- ja jäähdytyskustannusten korvaamiseen.
Valtameri tarjoaa useita uusiutuvan energian muotoja, ja kutakin niistä ohjaavat eri voimat. Valtameren aaltojen ja vuoroveden energia voidaan valjastaa sähkön tuottamiseen, ja merien lämpöenergia - meriveteen varastoidusta lämmöstä - voidaan myös muuntaa sähköksi. Nykyistä tekniikkaa käyttämällä suurin osa valtameren energiasta ei ole kustannustehokasta verrattuna muihin uusiutuviin energialähteisiin, mutta valtameri on edelleen tärkeä potentiaalinen energialähde tulevaisuudelle.