Con người đã biết cách ứng dụng năng lượng mặt trời trong hàng ngàn năm qua để sưởi ấm và trồng trọt. Ngày nay, chúng ta còn sử dụng ánh sáng mặt trời theo nhiều cách như làm nước nóng, tạo ra điện cung cấp cho thiết bị điện và cung cấp chính cho mục đích sử dụng của con người.

Tế bào quang điện (solar cell) chủ yếu được làm từ silicon hoặc các vật liệu khác có khả năng biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Hệ thống năng lượng mặt trời ngày này được ứng dụng trực tiếp với các quy mô lớn nhỏ khác nhau ngay trên mái nhà của hộ gia đình, doanh nghiệp. Hệ thống năng lượng mặt trời đã tạo ra nguồn điện năng dồi dào nhưng không hề ảnh hưởng đến hệ sinh thái tự nhiên.

Hệ thống phát điện bằng các tấm pin năng lượng mặt trời không sản sinh ra các chất gây ô nhiễm không khí và đặc biệt là không tạo ra CO2 (gây hiệu ứng nhà kính), chỉ cần chúng được lắp đặt đúng cách thì hầu hết các tấm pin năng lượng mặt trời ít tác động đến môi trường. 

Sự chuyển động của khí quyển được thúc đẩy bởi sự chênh lệch về nhiệt độ ở bề mặt Trái đất, do lượng điện từ bức xạ của mặt trời bên trái đất thay đổi liên tục. Năng lượng gió có thể được sử dụng cho hệ thống máy bơm nước hoặc tạo ra điện, nhưng công nghệ này đòi hỏi phải có không gian rất rộng để có thể tạo ra một lượng năng lượng đáng kể.

Ngày nay các tuabin gió được xây dựng rất cao và lớn. Đây là thiết bị để giúp tạo ra một lượng tương đối lớn dựa vào sức gió thổi.

Năng lượng từ gió cũng như nguồn năng lượng mặt trời vậy, đây được coi là nguồn năng lượng rẻ – an toàn- sạch.

Đây là nguồn năng lượng tái tạo đang dẫn đầu ở hầu hết các quốc gia, với các nhà máy thủy điện quy mô rất lớn. Thủy điện phụ thuộc vào nước – thường là dòng nước chảy với nhanh ở những con sông hoặc ở thác nước, tận dụng sức nước để thiết lập tuabin máy phát điện.

Tuy nhiên, có rất nhiều thủy điện lại không được gọi là nguồn năng lượng tái tạo vì những con đập này làm chuyển hướng và giảm dòng chảy tự nhiên, làm ảnh hưởng đến quần thể động vật và con người sinh sống quanh đó. Các nhà máy thủy điện nhỏ sẽ được quản lý cẩn thận hơn và không có xu hướng tác động đến môi trường.

Sinh khối là vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và bao gồm cây trồng, cây cối. Khi sinh khối bị đốt cháy, năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt và có thể tạo điện bằng tuabin hơi nước. 

Gần đây khoa học cho rằng nhiều dạng sinh khối – đặc biệt là từ rừng lại tạo ra lượng CO2 cao và gây ra những hậu quả tiêu cực đối với sự đa dạng sinh học. Vì thế sinh khối đang dần không được coi là nguồn năng lượng sạch nữa.

Đây là loại năng lượng mà những năm gần đây chúng ta mới được biết đến nhiều như xe chạy bằng hơi nước. Ứng dụng nhiên liệu đốt hydrogen có thể giảm đáng kể ô nhiễm trong thành phố. Hydrogen còn được sử dụng trong pin nhiên liệu hydro, tương tự như pin lưu trữ điện để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Ngày nay, có một số phương pháp hứa hẹn để sản xuất khí hydro chẳng hạn như năng lượng mặt trời, chúng ta có thể hy vọng vào một bức tranh tích cực hơn trong tương lai.