Od czasu rewolucji przemysłowej w połowie XVIII wieku społeczeństwo ludzkie jest w dużej mierze oparte na niezrównoważonych formach energii. Wyczerpywanie rezerw paliw kopalnych w połączeniu ze wzrostem wiedzy na temat szkód środowiskowych wyrządzanych przez paliwa kopalne doprowadziło do zwiększonego nacisku na zrównoważone źródła energii. Istnieje wiele różnych form zrównoważonej energii, chociaż większość z nich znajduje się w powijakach technologicznych i wymaga dalszych postępów naukowych i inwestycji, zanim będzie w stanie w pełni poradzić sobie z nowoczesnym zużyciem energii.
Paliwa kopalne, najczęściej w postaci węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego, są stosowane w prawie każdym typie urządzeń, które do działania wymagają zasilania. Paliwa te pochodzą z naturalnego rozkładu organicznych skamielin na przestrzeni milionów lat. Chociaż paliwa kopalne były używane w historii ludzkości do różnych celów, ich ekstremalne znaczenie pojawiło się dopiero po rewolucji przemysłowej i rozwoju transportu silnikowego. Odkąd pojawiły się samochody, odrzutowce i zasilane systemy grzewcze, zużycie paliw kopalnych przez ludzi ogromnie wzrosło, prowadząc do niszczącego nadużywania dostępnych zasobów. W rezultacie większość ekspertów sugeruje, że paliwa kopalne na Ziemi wyczerpią się w ciągu najbliższych kilku stuleci, co sprawia, że poszukiwanie zrównoważonych paliw będzie nie tylko altruistyczne, ale konieczne dla przetrwania ludzkiej technologii.
Zrównoważone źródło energii to takie, które albo nie wyczerpuje pierwotnego zasobu, albo wykorzystuje zasoby, które można łatwo i skutecznie uzupełnić. Na przykład wykorzystanie energii słonecznej jest uważane za zrównoważone, ponieważ pochłanianie i wykorzystywanie ciepła lub światła słonecznego nie zmniejsza mocy ani wielkości słońca. Etanol, wytwarzany z niektórych roślin, jest również czasami uważany za zrównoważoną energię, ponieważ rośliny można łatwo przesadzać i uzupełniać.
Energia wodna to zrównoważona energia wykorzystywana do napędzania generatorów. To szeroko stosowane odnawialne źródło energii działa na zasadzie grawitacji wody. Spadająca woda lub napływające prądy pływowe są kierowane przez maszyny, zmuszając wewnętrzne turbiny do wirowania i generowania energii. W większości przypadków woda jest wypychana tam i z powrotem między zbiornikami na różnych wysokościach lub wypuszczana z powrotem do oceanu po przepłynięciu przez turbiny. Energetyka wiatrowa i geotermalna działają w bardzo podobny sposób, wykorzystując odnawialne siły natury do zasilania turbin, aw konsekwencji generatorów.
Energia słoneczna działa poprzez pochłanianie światła i ciepła ze słońca. Termiczna energia słoneczna może pochłaniać ciepło słoneczne i przenosić je do wody, dzięki czemu jest wydajnym i zrównoważonym źródłem energii dla podgrzewaczy wody i basenów. Fotowoltaiczna energia słoneczna pochłania światło słoneczne do paneli słonecznych, gdzie pochłonięte elektrony odbijają się od krzemowych ogniw słonecznych, tworząc prąd elektryczny, który może być następnie wykorzystany do zasilania.
Etanol, biodiesel i biogaz są nieco bardziej kontrowersyjnymi źródłami zrównoważonej energii. Technologie te wykorzystują przetworzone produkty z roślin i organizmów do tworzenia alternatywnych paliw. Niestety w przypadku etanolu przetwarzanie i spalanie powoduje wysoki poziom emisji gazów cieplarnianych. Biopaliwa, takie jak biodiesel z alg, są prawdopodobnie bardziej ekologiczną alternatywą, ale pozostają głównie w użyciu eksperymentalnym lub na małą skalę. Mimo to wielu ekspertów uważa, że wszystkie trzy technologie odegrają dużą rolę w rozwoju zrównoważonego rynku energii.