מדינות רבות סומכות על פחם, נפט וגז טבעי שיספקו את מרבית צרכי האנרגיה שלהן, אולם הסתמכות על דלקים מאובנים מהווה בעיה גדולה. דלקים מאובנים הם משאב סופי. בסופו של דבר, העולם ייגמר עם דלקים מאובנים, או שהוא יקר מדי להחזיר את אלה שנותרו. דלקים מאובנים גורמים גם לאוויר, מים וזיהום קרקע, ותוצרת גזי חממה שתורמים ל התחממות גלובלית.
משאבי אנרגיה מתחדשים מציעים אלטרנטיבות נקיות יותר לדלקים מאובנים. הם אינם נקיים מבעיות לחלוטין, אך הם מייצרים הרבה פחות זיהום ופחות גזי חממה, ובהגדרה, לא ייגמרו. להלן המקורות העיקריים שלנו לאנרגיה מתחדשת:
השמש היא מקור האנרגיה החזק ביותר שלנו. אור שמש, או אנרגיה סולארית, יכול לשמש לחימום, תאורה וקירור בתים ומבנים אחרים, לייצור חשמל, חימום מים, ומגוון תהליכים תעשייתיים. הטכנולוגיה המשמשת לקטיף האנרגיה של השמש מתפתחת כל העת, כולל צינורות גג לחימום מים, תאים פוטו-וולטיים ומערכי מראה. לוחות על הגג אינם פולשניים, אך מערכים גדולים בשטח יכולים להתחרות בסביבת חיות הבר.
רוח היא תנועת האוויר המתרחשת כאשר אוויר חם עולה ואוויר קריר יותר נכנס פנימה כדי להחליפו. אנרגיית הרוח שימשה במשך מאות שנים להפליג על אוניות ולהנעת טחנות רוח הטוחנות תבואה. כיום אנרגיית הרוח נתפסת על ידי טורבינות רוח ומשמשת לייצור חשמל. מעת לעת מתעוררים סוגיות בנוגע למקום בו מותקנות טורבינות, מכיוון שהן יכולות להיות בעייתיות עבור נדידת ציפורים ועטלפים.
מים הזורמים במורד הזרם הם כוח רב עוצמה. מים הם משאב מתחדש, אשר נטענת כל העת על ידי המחזור העולמי של אידוי ומשקעים. חום השמש גורם למים באגמים ובאוקיינוסים להתאדות ויוצרים עננים. לאחר מכן המים נופלים חזרה לכדור הארץ כגשם או שלג ומתנקזים לנהרות ונחלים הזורמים חזרה לאוקיאנוס. מים זורמים יכולים לשמש להפעלת גלגלי מים המניעים תהליכים מכניים. ונלכד על ידי טורבינות וגנרטורים, כמו אלה ששוכנים בסכרים רבים ברחבי העולם, ניתן להשתמש באנרגיה של מים זורמים לייצור חשמל. ניתן אפילו להשתמש בטורבינות קטנטנות להפעלת בתים יחידים.
הביומסה הייתה מקור אנרגיה חשוב מאז שאנשים החלו לשרוף עץ לראשונה לבישול מזון ולחמם את עצמם כנגד צינת החורף. עץ הוא עדיין המקור הנפוץ ביותר לאנרגיה ביומסה, אך מקורות אחרים לאנרגיה ביומסה כוללים גידולי מזון, עשבים וצמחים אחרים, פסולת ומשקעים חקלאיים ויערות, רכיבים אורגניים מפסולת עירונית ותעשייתית, אפילו גז מתאן שנקטף מהקהילה מזבלות. ביומסה יכולה לשמש לייצור חשמל וכדלק להובלה, או לייצור מוצרים אשר בדרך כלל ידרשו שימוש בדלקים מאובנים שאינם מתחדשים.
למימן פוטנציאל אדיר כמקור דלק ואנרגיה. מימן הוא היסוד השכיח ביותר בכדור הארץ - למשל מים הם שני שליש מימן - אך בטבע הם תמיד נמצאים בשילוב עם יסודות אחרים. לאחר הפרדתם מאלמנטים אחרים, ניתן להשתמש במימן להנעת רכבים, להחלפת גז טבעי לחימום ובישול, ולייצור חשמל. בשנת 2015, מכונית הנוסעים הייצור הראשונה המופעלת על ידי מימן הפכה לזמינה ביפן ובארצות הברית.
החום שבתוך כדור הארץ מייצר אדים ומים חמים שיכולים לשמש לגנרטורים חשמליים ולייצור חשמל, או ליישומים אחרים כמו חימום ביתי וייצור חשמל לתעשייה. ניתן לשאוב אנרגיה גיאותרמית ממאגרים תת קרקעיים עמוקים על ידי קידוחים, או ממאגרי גיאותרמיים אחרים הקרובים יותר לפני השטח. יישום זה משמש יותר ויותר לקיזוז עלויות חימום וקירור בבנייני מגורים ומסחר.
האוקיאנוס מספק כמה צורות של אנרגיה מתחדשת, וכל אחד מהם מונע על ידי כוחות שונים. ניתן לרתום אנרגיה מגלי אוקיינוס וגאות ושפל לייצור חשמל, ואנרגיה תרמית של האוקיאנוס - מהחום האגור במי הים - ניתנת להמרה לחשמל. באמצעות טכנולוגיות קיימות, מרבית אנרגיית האוקיאנוס אינה חסכונית בהשוואה למקורות אנרגיה מתחדשים אחרים, אך האוקיאנוס נותר כמקור אנרגיה פוטנציאלי חשוב לעתיד.