Η φυσική ενέργεια είναι ενέργεια που προέρχεται από φυσικές πηγές, όπως ο ήλιος, ο άνεμος, το νερό, ακόμη και η ίδια η Γη. Πολλές φυσικές πηγές ενέργειας είναι καθαρές και ανανεώσιμες, αλλά όχι όλες. Μια από τις πιο ρυπογόνες μορφές ενέργειας που χρησιμοποιείται από τον άνθρωπο, τα ορυκτά καύσιμα, προέρχονται από φυσικές πηγές. Στον 21ο αιώνα, οι επιστήμονες και οι ενδιαφερόμενοι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο επικεντρώνονται σε μεγάλο βαθμό στη μετατόπιση της κατανάλωσης ενέργειας από ρυπογόνες πηγές φυσικής ενέργειας σε καθαρές, βιώσιμες μορφές, όπως η ηλιακή ενέργεια.
Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να δημιουργηθεί με δύο τρόπους. Οι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν το ηλιακό φως, με αποτέλεσμα τα κύματα φωτός να αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια στο ηλιακό πάνελ και να δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα. Η ηλιακή ενέργεια μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση των πραγμάτων. συνδέοντας έναν ηλιακό συλλέκτη θερμότητας σε σωλήνες με το νερό να κυκλοφορεί μέσα, η θερμότητα από τον ήλιο θα μεταφερθεί στο νερό. Η ηλιακή ενέργεια είναι φυσική, ανανεώσιμη και καθαρή, που σημαίνει ότι βλάπτει ελάχιστα ή καθόλου το περιβάλλον. Θεωρείται από πολλούς επιστήμονες ως ένα σημαντικό μέρος της αλλαγής προς την καθαρή, ανανεώσιμη φυσική ενέργεια.
Οι πηγές αιολικής και υδροηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν φυσικές δυνάμεις για να δημιουργήσουν ενέργεια. Τοποθετώντας ανεμογεννήτριες ή ανεμόμυλους σε σταθερά ανεμοστρόβιλους περιοχές, ο άνεμος αναγκάζει τις ανεμογεννήτριες να περιστρέφονται, δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί συχνά τη μαζική ενέργεια του νερού που πέφτει δημιουργώντας ένα σύστημα φράγματος όπου το νερό πέφτει από υψηλότερο υψόμετρο σε χαμηλότερο, περνώντας από τουρμπίνες που δημιουργούν ενέργεια καθ’ οδόν. Τόσο η αιολική όσο και η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι πολύ καθαρές πηγές ενέργειας, αν και ορισμένοι ανησυχούν ότι η εξοικονόμηση νερού μπορεί να αποτελεί πρόβλημα με τους υδροηλεκτρικούς πόρους.
Πηγές ενέργειας όπως ο ήλιος, ο άνεμος και το νερό θεωρούνται όλες ως σύγχρονες εναλλακτικές λύσεις αντί των ορυκτών καυσίμων. Από τον 19ο αιώνα, οι άνθρωποι βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας, το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο, για να τροφοδοτούν τα σπίτια τους, να ανάβουν λαμπτήρες, να λειτουργούν κινητήρες και να πετούν αεροπλάνα. Δυστυχώς, τα ορυκτά καύσιμα είναι ένας πόρος που ανανεώνεται πολύ αργά και είναι πολύ κακός για το περιβάλλον όταν καίγονται.
Τα ορυκτά καύσιμα δημιουργούνται από τη διάσπαση της οργανικής φυτικής και ζωικής ύλης που είναι θαμμένη κάτω από πέτρες και έδαφος. Η διαδικασία δημιουργίας ορυκτών καυσίμων είναι εξαιρετικά αργή. ορισμένοι ειδικοί εκτιμούν ότι χρειάζονται περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια για να διασπαστούν οι οργανισμοί σε χρησιμοποιήσιμο καύσιμο. Ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης χρήσης, η Γη εξαντλείται από ορυκτά καύσιμα πολύ γρήγορα. Επιπλέον, όταν καίγονται, τα ορυκτά καύσιμα απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του αζώτου και άλλες επιβλαβείς χημικές ουσίες στο περιβάλλον, αυξάνοντας τα επίπεδα αερίων του θερμοκηπίου και οδηγώντας, πιστεύουν πολλοί επιστήμονες, στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Η φυσική ενέργεια που είναι ανανεώσιμη και καθαρή επιτρέπει στους ανθρώπους να εκπληρώνουν τις ενεργειακές τους ανάγκες χωρίς να βλάπτουν το περιβάλλον. Από τη δεκαετία του 1970, η επιστήμη, η κυβέρνηση και οι πολίτες συνειδητοποιούν όλο και περισσότερο την ανάγκη να μετατοπιστούν οι προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης στην εφεύρεση και τελειοποίηση συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Με τη μετάβαση στην ανανεώσιμη και ασφαλή φυσική ενέργεια, πολλοί ελπίζουν να αντιστρέψουν τις περιβαλλοντικές ζημιές με την πάροδο του χρόνου και να ενσταλάξουν περιβαλλοντικές αξίες στις μελλοντικές γενιές.