Desde a Revolução Industrial em meados do século 18, a sociedade humana tem sido amplamente gerida por formas não sustentáveis de energia. A drenagem das reservas de combustível fóssil combinada com um aumento na compreensão sobre os danos ambientais causados pelos combustíveis fósseis levou a um aumento na busca por fontes de energia sustentáveis. Existem muitas formas diferentes de energia sustentável, embora a maioria permaneça na infância tecnológica e exija mais avanços científicos e investimentos antes de ser totalmente capaz de lidar com o consumo de energia moderno.
Os combustíveis fósseis, mais tipicamente na forma de carvão, petróleo e gás natural, são usados em quase todos os tipos de dispositivos que requerem energia para funcionar. Esses combustíveis vêm de uma degradação natural de fósseis orgânicos ao longo de milhões de anos. Embora os combustíveis fósseis tenham sido usados ao longo da história da humanidade para vários fins, sua extrema importância não ocorreu até a Revolução Industrial e o desenvolvimento do transporte movido a motor. Desde que carros, jatos e sistemas de aquecimento motorizados se tornaram proeminentes, o uso humano de combustíveis fósseis aumentou enormemente, levando a um uso excessivo devastador dos recursos disponíveis. Como resultado, a maioria dos especialistas sugere que os combustíveis fósseis da Terra se esgotarão nos próximos séculos, tornando a busca por combustíveis sustentáveis não apenas altruísta, mas imperativa para a sobrevivência da tecnologia humana.
Uma fonte de energia sustentável é aquela que não esgota o recurso original ou usa recursos que podem ser reabastecidos de maneira fácil e eficiente. O uso da energia solar, por exemplo, é considerado sustentável, pois absorver e usar o calor ou a luz do sol não reduz a potência ou o tamanho do sol. O etanol, feito de certas safras, às vezes também é considerado uma energia sustentável, pois as safras podem ser facilmente replantadas e reabastecidas.
A energia hidrelétrica é uma energia sustentável usada para abastecer geradores. Esta fonte de energia renovável amplamente utilizada funciona usando a força gravitacional da água. A queda da água ou a chegada dos fluxos das marés são canalizados por meio de máquinas, forçando as turbinas internas a girar e gerar energia. Na maioria dos casos, a água é empurrada para frente e para trás entre os reservatórios em diferentes elevações ou liberada de volta para o oceano depois de fluir pelas turbinas. Energia eólica e geotérmica operam da mesma maneira, usando forças naturais renováveis para alimentar turbinas e, conseqüentemente, geradores.
A energia solar opera através da absorção da luz e do calor do sol. A energia solar térmica pode absorver o calor do sol e transferi-lo para a água, tornando-a uma fonte de energia sustentável eficiente para aquecedores de água e piscinas. A energia solar fotovoltaica absorve a luz do sol em painéis solares, onde os elétrons absorvidos refletem nas células solares de silício, criando uma corrente elétrica que pode então ser usada para gerar energia.
Etanol, biodiesel e biogás são fontes um pouco mais controversas de energia sustentável. Essas tecnologias usam os produtos processados de plantas e organismos para criar alternativas de combustível. Infelizmente, no caso do etanol, o processamento e a queima resultam em altos níveis de emissão de gases de efeito estufa. Os biocombustíveis, como o biodiesel de algas, são uma alternativa possivelmente mais ecológica, mas permanecem principalmente em uso experimental ou em pequena escala. No entanto, muitos especialistas acreditam que todas as três tecnologias desempenharão um grande papel na expansão do mercado de energia sustentável.