Λόγω των περιορισμένων πόρων και της αυξανόμενης ζήτησης για περισσότερη ενέργεια, οι μηχανικοί αναζητούν πάντα βιώσιμες και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Οι μηχανικοί ενέργειας εργάζονται για τη βελτίωση της τεχνολογίας για τη δημιουργία βιώσιμης ενέργειας. Αυτές οι εργασίες μηχανικού ενέργειας περιλαμβάνουν θέσεις όπως μηχανικός ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, μηχανικός ηλιακής ενέργειας και μηχανικοί βελτιστοποίησης ενέργειας.
Οι μηχανικοί ανανεώσιμων πηγών ενέργειας χρειάζονται για να αναπτύξουν και να εφαρμόσουν ένα βιώσιμο ενεργειακό μέλλον. Μέσω οικονομικών κινήτρων και επιχορηγήσεων, κυβερνήσεις και εταιρείες προσπαθούν να προωθήσουν την έρευνα και τις δοκιμές στους τομείς των φωτοβολταϊκών συστημάτων ισχύος, της προηγμένης τεχνολογίας κυψελών καυσίμου, της αιολικής ενέργειας, του πράσινου κτιρίου και των συστημάτων γεωθερμικής ενέργειας θέρμανσης. Οι υποψήφιοι για αυτές τις θέσεις μηχανικών ενέργειας χρειάζονται μια σταθερή βάση στα μαθηματικά, τη φυσική, τη χημεία και την ηλεκτρομηχανική μηχανική. Αυτές οι θέσεις εργασίας απαιτούν πτυχίο Bachelor of Science σε τομέα μηχανικής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ή παρόμοιο πτυχίο για θέσεις εισόδου. Μπορεί επίσης να απαιτείται κάποιος τύπος μεταπτυχιακού τίτλου σε παρόμοιο πεδίο σπουδών.
Η γη λαμβάνει περισσότερη ενέργεια από τον ήλιο σε μία ώρα από ό, τι χρειάζεται για να τροφοδοτήσει ολόκληρη τη γη για ένα χρόνο. Η ανακάλυψη πιο αποτελεσματικών τρόπων αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας είναι το κύριο επίκεντρο των θέσεων εργασίας μηχανικών ηλιακής ενέργειας. Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού, τη δημιουργία ατμού, την περιστροφή των στροβίλων και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά οι μηχανικοί πρέπει να βελτιώσουν την ποσότητα ενέργειας που συλλέγεται. Όσοι φιλοδοξούν σε αυτές τις θέσεις μηχανικής θα απαιτήσουν μεταπτυχιακό ή διδακτορικό δίπλωμα στην ενεργειακή μηχανική, εφαρμοσμένη φυσική, μετατροπή ενέργειας ή παρόμοιο τομέα.
Οι ενεργειακές εταιρείες και οι δήμοι αναζητούν πάντα τρόπους για να κερδίσουν περισσότερα για τα χρήματα που δαπανώνται για ενέργεια και μελλοντική εξοικονόμηση ενέργειας. Ο ειδικός μηχανικός βελτιστοποίησης ενέργειας είναι μία από τις νεότερες εργασίες μηχανικού ενέργειας σε αυτόν τον τομέα. Αυτή η θέση απαιτεί εκτεταμένη εργασιακή γνώση και εμπειρία σε εφαρμογές βελτιστοποίησης και προσομοίωσης. Τέτοιοι μηχανικοί ελέγχουν και αναθεωρούν την υπάρχουσα χρήση ενέργειας σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σταθμούς φυσικού αερίου και εγκαταστάσεις διύλισης πετρελαίου, αναζητώντας ευκαιρίες για πιθανή βελτίωση. Αυτό το είδος εργασίας μπορεί να απαιτεί αρκετά χρόνια σχετικής εμπειρίας και πτυχίο στη χημική μηχανική ή προηγμένο πτυχίο σε παρόμοιο τομέα. Αυτοί οι μηχανικοί θα πρέπει επίσης να εκτελέσουν οικονομικές μελέτες και αναλύσεις κόστους, να συνεργαστούν με ξένες εταιρείες ενέργειας, να παρουσιάσουν παρουσιάσεις και να δημοσιεύσουν τεχνικά έγγραφα.