Güneş enerjisi teknolojileri güneş ışınlarını direk olarak toplayıp bu ışınlarda ısı veya elektrik üretimini sağlamaktadırlar. Bu enerjinin kaynağı Güneş yüzeyindeki hidrojenin helyuma dönüşmesiyle gerçekleşen füzyon reaksiyonlarıdır. Güneşin yeryüzünü ve havayı homojen ısıtmaması ile ortaya çıkan sıcaklık ve basınç farkından dolayı hava akımı oluşur. Bu hava kütlelerinin yer değiştirmesine rüzgar adı verilir ve hava kütlelerinin devamlı hareketiyle devam eden bu akım yenilenebilir rüzgar enerjisini oluşturmaktadır.
Rüzgâr enerjisi, güneş radyasyonunun yeryüzeylerini farklı ısıtmasından kaynaklanır. Yer yüzeylerinin farklı ısınması, havanın sıcaklığının, neminin ve basıncının farklı olmasına, bu farklı basınç da havanın hareketine neden olur. Rüzgâr enerjisinden elektrik üretmek için rüzgâr tribünleri, mekanik enerji yaratmak için yel değirmenleri veya kuyu pompalama için rüzgâr pompaları veya gemileri yürütmek yelkenler kullanılır.
Jeotermal enerjinin kullanımı insanlık tarihinde çok eskilere dayanmaktadır. Antik Romalılar ve Çinliler M.Ö. 1500’lü yıllarda doğal jeotermal kaynakları banyo, ısınma ve pişirme amaçlı olarak kullanıyorlardı. Bu enerji kaynağının büyük potansiyeli günümüzde yeniden keşfedilmeye başlanmıştır.
Hidroelektrik santralleri suyun bulunduğu iki nokta arasındaki potansiyel enerji farkını kullanarak elektrik enerji üretir. Barajda biriken su belli bir yükseklikten aşağı bırakılır ve mekanik enerjiye dönüşür. Bu mekanik enerji tribün çarklarını çevirir ve jeneratör motoru vasıtası ile elektrik enerjisine dönüşür. Hidroelektrik şu anda Dünya’daki en büyük yenilenebilir enerji kaynağıdır ve dünya elektrik ihtiyacının neredeyse beşte birini karşılamaktadır.
Biyokütle, yeryüzünde ve biyosferde organik üretimde bulunmak için karbondioksit, su ve güneş enerjisi kullanan bitkilerin toplamıdır. Biyoenerji, sıvı biyoyakıt (genellikle enerji zengini ürünlerden elde edilen), atık (evsel atıklar dâhil), katı biyokütle (odun, odun kömürü ve diğer biyokütle maddeleri) veya gaz (biyokütle çürümelerinden elde edilen) formlarında biyokütleden elde edilir. Teorik olarak enerji üretimi için kullanılan bitkilerin yeniden yetiştirilmesi mümkündür. Bu nedenle biyokütle yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.