Od industrijske revolucije sredinom 18. stoljeća, ljudsko društvo se uglavnom temelji na neodrživim oblicima energije. Isušivanje zaliha fosilnih goriva u kombinaciji s povećanjem razumijevanja štete po okoliš uzrokovano fosilnim gorivima dovelo je do povećanog pritiska na održive izvore energije. Postoji mnogo različitih oblika održive energije, iako većina ostaje u tehnološkom povoju i zahtijeva daljnji znanstveni napredak i ulaganja prije nego što bude u potpunosti sposobna podnijeti modernu potrošnju energije.
Fosilna goriva, najčešće u obliku ugljena, nafte i prirodnog plina, koriste se u gotovo svim vrstama uređaja koji zahtijevaju napajanje. Ova goriva dolaze iz prirodnog raspada organskih fosila tijekom milijuna godina. Iako su se fosilna goriva tijekom ljudske povijesti koristila u različite svrhe, njihova izuzetna važnost nije se dogodila sve do industrijske revolucije i razvoja transporta na motorni pogon. Otkako su automobili, mlaznjaci i sustavi grijanja na pogon postali istaknuti, ljudska upotreba fosilnih goriva se enormno povećala, što je dovelo do razorne prekomjerne upotrebe raspoloživih resursa. Kao rezultat toga, većina stručnjaka sugerira da će fosilna goriva na Zemlji nestati u sljedećih nekoliko stoljeća, što potragu za održivim gorivima čini ne samo altruističkim već i imperativom za opstanak ljudske tehnologije.
Održivi izvor energije je onaj koji ili ne iscrpljuje izvorni resurs ili koristi resurse koji se mogu lako i učinkovito nadopuniti. Upotreba solarne energije, na primjer, smatra se održivom, jer apsorbiranje i korištenje topline ili svjetlosti od sunca ne smanjuje snagu ili veličinu sunca. Etanol, napravljen od određenih usjeva, također se ponekad smatra održivom energijom jer se usjevi mogu lako presaditi i nadopuniti.
Hidroelektrična energija je održiva energija koja se koristi za gorivo generatora. Ovaj široko rasprostranjen obnovljivi izvor energije djeluje pomoću gravitacijske sile vode. Padajuća voda ili dolazni plimni tokovi prolaze kroz strojeve, prisiljavajući unutarnje turbine da se vrte i stvaraju energiju. U većini slučajeva, voda se gura naprijed-natrag između rezervoara na različitim visinama ili se pušta natrag u ocean nakon što protječe kroz turbine. Energija vjetra i geotermalna energija djeluju na gotovo isti način, koristeći obnovljive prirodne sile za pogon turbina, a time i generatora.
Solarna energija djeluje apsorpcijom svjetlosti i topline od sunca. Toplinska solarna energija može apsorbirati sunčevu toplinu i prenijeti je na vodu, što je čini učinkovitim održivim izvorom energije za bojlere i bazene. Fotonaponska solarna energija apsorbira sunčevu svjetlost u solarne panele, gdje se apsorbirani elektroni odbijaju od silicijevih solarnih ćelija, stvarajući električnu struju koja se zatim može koristiti za napajanje.
Etanol, biodizel i bioplin nešto su kontroverzniji izvori održive energije. Ove tehnologije koriste prerađene proizvode iz biljaka i organizama za stvaranje alternativa goriva. Nažalost, u slučaju etanola, prerada i spaljivanje rezultira visokim razinama emisije stakleničkih plinova. Biogoriva, kao što je biodizel iz algi, moguća su zelenija alternativa, ali ostaju uglavnom u eksperimentalnoj ili maloj upotrebi. Ipak, mnogi stručnjaci vjeruju da će sve tri tehnologije odigrati veliku ulogu u širenju tržišta održive energije.