Woda posiada olbrzymie zasoby energii. Od zarania świata drążyła doliny, przecinała góry i formowała całe obszary lądowe. Tę siłę wody można ujarzmiać i wykorzystywać, już około 2000 lat temu wykorzystywano (bezpośrednio) siłę przepływającej wody, np. w młynach, do obracania kół młyńskich. W tym celu wody strumieni lub rzek kierowano na koła bezpośrednio połączone z młynem. Woda spadała na koło młyńskie z góry i napędzała je swoją energią potencjalną. W niektórych średniowiecznych klasztorach za pomocą koła napędzano nie tylko młyny, ale także, dzięki systemowi osi i kół zębatych, duże maszyny kuchenne służące do wyciskania, mieszania i zgniatania. W późniejszych czasach koło napędzało także urządzenia przemysłowe.
Energia wody musiała być wykorzystana w miejscu jej wytwarzania - to było wadą. Dziś w elektrowniach wodnych przetwarza się energię mechaniczną wody na energię elektryczną, którą przesyła się poprzez sieć energetyczną. Ponad 6% energii potrzebnej ludzkości jest
„produkowane" w ten sposób. Wodzie nie grozi wyczerpanie się, jak paliwom kopalnym - przynajmniej w pewnych obszarach geograficznych - dlatego człowiek powinien wykorzystać ją w pełni, budując coraz więcej hydroelektrowni (z j. greckiego: hydro - znaczy „woda").
Dwa razy dziennie opada w oceanach poziom wody - jest to tzw. odpływ. W niektórych regionach woda opada o kilka centymetrów, w innych, np, u francuskich wybrzeży Atlantyku, nawet o kilka metrów. Tam też, u ujścia rzeki Rance, wybudowano (w 1966 roku) pierwszą elektrownię wykorzystującą energię fal morskich przypływów i odpływów. Elektrownia ta wytwarza 544 min kW energii.
Na świecie istnieje niewiele takich elektrowni. Powodem tego jest trudność w wyborze dogodnych miejsc u wybrzeży (aby nie niszczyć przy tym nadmiernie przyrody), gdyż różnica poziomów przypływu i odpływu musi być odpowiednio duża (by opłacał się nakład sił i środków). Idea wykorzystania przypływów i odpływów do wytwarzania energii nie jest nowa. Już przed 900 laty, głównie w Anglii, budowano młyny wykorzystujące w ten sposób energię fal.
Od tysięcy lat energia wiatru w wiatrakach była wykorzystywana do pompowania wody lub mielenia ziarna. Za pomocą energii wiatru napełniano kanały nawadniające pola. Energia wiatru służyła też jako napęd dla żaglowców, już przed 5 000 lat Egipcjanie używali prostych statków z jednym żaglem. W połowie XIX wieku nastąpił prawdziwy rozkwit żeglarstwa. Amerykańskie klipery (żaglowce) wielomasztowe o dużej powierzchni żagli krążyły po morzach z prędkością dochodzącą aż do 40 KIQ.
Obecnie prowadzone są badania nad wykorzystaniem (głównie na obszarach nadmorskich, gdzie ciągle wieje wiatr) energii wiatru jako źródła energii nie zanieczyszczającego środowiska. Współczesne elektrownie wiatrowe nie służą już do wytwarzania energii mechanicznej (np. do poruszania kół młyńskich), lecz do „produkcji" energii elektrycznej. Podstawową rolę w tych elektrowniach pełnią najrozmaitszych kształtów gigantyczne wiatraki z łopatkami o szerokości dochodzącej do 100 m. Wiatraki te napędzają generatory prądu, kierując w ten sposób powstały prąd bezpośrednio do sieci lub akumulują go w akumulatorach na okres, gdy siła wiatru bardzo osłabnie.
Specjaliści są zdania, że wykorzystanie energii wiatru ma przed sobą dużą przyszłość.
Energia słoneczna, tzw. solarna, także może być bezpośrednim źródłem energii dzięki zastosowaniu tzw. ogniw solarnych. Ogniwo solarne to płaska płytka, składająca się z dwóch bardzo cienkich warstw (jedna Z krzemu, druga ze stopu krzemu z bizmutem). Padające na nią promienie słoneczne powodują powstanie prądu elektrycznego przesyłanego do obwodów elektrycznych lub akumulatorów. Ogniwa solarne są stale udoskonalane. Być może w przyszłości miejscem ich rozmieszczenia staną się rozległe tereny nie zamieszkane przez ludzi ze względu na panujące tam duże upały. W ten sposób energia uzyskana na obszarach pustynnych mogłaby być przesyłana odbiorcom w innych krajach.
Energia słoneczna może być wykorzystana nie tylko do wytwarzania energii elektrycznej, lecz również do ogrzewania domów i mieszkań dzięki zastosowaniu tzw. kolektorów słonecznych. Nie wytwarzają one energii elektrycznej, lecz podgrzewają wodę. Najprostszym przykładem kolektora są rury wypełnione wodą, które umieszczone są na dachach domów w płaskich skrzynkach z czarnym tłem i szklaną górną płytą. Czarna powierzchnia pochłania ciepło padających na nią promieni słonecznych silniej niż jasna. Znasz to z życia codziennego, gdy w upalny dzień wsiądziesz do nagrzanego na słońcu czarnego samochodu, poczujesz się jak w piekarniku (dodatkowo, jeśli wyposażenie wewnątrz samochodu jest również czarne, trudno nawet dotknąć kierownicy).
Szklana lub lustrzana płyta w dachu domu przeciwdziała odpływowi ciepła promieni słonecznych. Rurami doprowadzana jest zimna woda, zaś ogrzana opływa wszystkie pomieszczenia (wzdłuż ścian, gdzie poprowadzone są rury), dając ciepło i gorącą wodę do mycia.
Za pomocą kolektorów słonecznych można również wytworzyć energię elektryczną. Największa taka elektrownia znajduje się w Kanadzie, gdzie 1 800 czarnych płyt wychwytujących energię promieni słonecznych wytwarza energię elektryczną.
Wnętrze Ziemi jest bardzo gorące. Co 100 m w głąb Ziemi temperatura wzrasta o 3O C. W niektórych miejscach na Ziemi, zwłaszcza w pobliżu uskoków geologicznych, wrząca woda lub para wodna wytryskuje na powierzchnię jako gejzery. Są to źródła geotermiczne (z j. greckiego: geo - ziemia, z łacińskiego: thermos - ciepły). Krainą gejzerów jest Islandia i Park Yellowstone (USA,. Domy i mieszkania stolicy Islandii, Reykjaviku, są ogrzewane energia gorących źródeł tryskających z głębi Ziemi. Regularnie pracujące elektrownie geotermiczne wybudowano w niektórych miejscowościach we Włoszech, Nowej Zelandii, Japonii i w USA. Jak one działają? Otóż wykonuje się dwa odwierty w głąb Ziemi, w gorącą warstwę skalną. W jeden odwiert wpompowuje się pod ciśnieniem zimną wodę, która się rozgrzewa, zamienia w gorącą parę i drugim odwiertem dociera na powierzchnię, gdzie, jak w każdej innej elektrowni, napędza turbiny wytwarzające prąd. Bardzo korzystna dla środowiska naturalnego jest energia uzyskiwana z odnawialnych (bo odrastających) surowców pochodzenia roślinnego, tzw. bioenergia. Skąd ona pochodzi? Otóż głównie z roślin i odchodów zwierzęcych, przez wytwarzanie tzw. biogazu, głównie metanu. Gaz ten powstaje podczas rozkładu substancji organicznych (roślinnych i zwierzęcych), gdy proces ten przebiega bez dostępu powietrza.
Gospodarstwa rolne mogą wykorzystać odpady (np. nawóz naturalny, kompost, słomę), by wytwarzać w specjalnych urządzeniach metan, a następnie spalając go, ogrzewać pomieszczenia i napędzać, odpowiednio w tym celu przebudowane, maszyny gospodarcze. Tego typu urządzenia nie zagrażają środowisku, a ich eksploatacja jest stosunkowo tania.
Metan powstaje również samoczynnie podczas gnicia szczątków organicznych (nawozu naturalnego, kompostu). Nazywamy go gazem szklarniowym, gdyż wraz z dwutlenkiem węgla jest odpowiedzialny za efekt cieplarniany. Wobec tego zużywanie wyżej wymienionych odpadów w celu otrzymania biogazu jest dodatkowo korzystne, gdyż przynajmniej w minimalnym stopniu zmniejsza się możliwość powstawania efektu cieplarnianego.
W Indiach wykorzystuje się wysuszone odchody zwierzęce, które służą zamiast drewna za opał w piecach kuchennych i do ogrzewania domów. Spalając je w odpowiednich warunkach, uzyskuje się biogaz celem wytworzenia energii elektrycznej.
Również rośliny stanowią źródło energii, nie tylko służąc za pożywienie dla ludzi i zwierząt, ale również jako źródło biogazu. Hodowla wodorostów (alg morskich, morszczynów) daje możliwości wykorzystania ogromnych powierzchni wód. Np. na podmorskich farmach u wybrzeży Kalifornii uprawia się pewien gatunek morszczynu, który przyrasta 0,5 m dziennie. Z roślin tych, po ich wysuszeniu i poddaniu procesowi fermentacji, uzyskuje się biogaz. Nadaje się on do wykorzystania w elektrowniach. Alternatywne źródła energii mogą w przyszłości pokryć zapotrzebowanie ludzi na energię. Obecnie zdecydowanie za mały jest ich udział w produkcji energii elektrycznej.