Energi alam adalah energi yang berasal dari sumber alam, seperti matahari, angin, air, bahkan bumi itu sendiri. Banyak sumber energi alam yang bersih dan terbarukan, tetapi tidak semuanya. Salah satu bentuk paling polusi dari energi yang digunakan manusia, bahan bakar fosil, berasal dari sumber-sumber alam. Pada abad ke-21, para ilmuwan dan orang-orang yang peduli di seluruh dunia sangat berfokus pada pengalihan konsumsi energi dari sumber energi alam yang berpolusi ke bentuk pembakaran bersih dan berkelanjutan, seperti tenaga surya.
Tenaga surya dapat dibuat dengan dua cara. Panel surya menyerap sinar matahari, menyebabkan gelombang cahaya berinteraksi dengan elektron di panel surya dan menciptakan arus listrik. Tenaga surya juga dapat digunakan untuk memanaskan benda; dengan menempelkan kolektor panas matahari ke pipa dengan air yang bersirkulasi, panas dari matahari akan ditransfer ke air. Energi surya bersifat alami, terbarukan, dan bersih, artinya tidak banyak atau tidak membahayakan lingkungan. Hal ini dianggap oleh banyak ahli ilmiah sebagai bagian penting dari perubahan energi alam yang bersih dan terbarukan.
Sumber tenaga angin dan hidroelektrik sama-sama menggunakan kekuatan alam untuk menciptakan energi. Dengan menempatkan turbin angin atau kincir angin di daerah yang selalu berangin, angin memaksa turbin berputar, menghasilkan arus listrik. Pembangkit listrik tenaga air sering menggunakan energi besar dari air yang jatuh dengan membuat sistem bendungan di mana air jatuh dari ketinggian yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, melewati turbin penghasil energi di jalan. Baik tenaga angin maupun pembangkit listrik tenaga air merupakan sumber energi yang sangat bersih, meskipun beberapa orang khawatir bahwa konservasi air mungkin menjadi perhatian bagi sumber daya pembangkit listrik tenaga air.
Sumber energi seperti matahari, angin, dan air semuanya dianggap sebagai alternatif modern untuk bahan bakar fosil. Sejak abad ke-19, manusia telah mengandalkan bahan bakar fosil seperti batu bara, gas, dan minyak, untuk menyalakan rumah mereka, menyalakan lampu, menjalankan mesin, dan menerbangkan pesawat. Sayangnya, bahan bakar fosil adalah sumber daya yang sangat lambat diperbarui dan sangat buruk bagi lingkungan ketika dibakar.
Bahan bakar fosil dibuat oleh pemecahan tanaman organik dan materi hewan yang terkubur di bawah batu dan tanah. Proses pembuatan bahan bakar fosil sangat lambat; beberapa ahli memperkirakan dibutuhkan sekitar 300 juta tahun untuk memecah organisme menjadi bahan bakar yang dapat digunakan. Sebagai akibat dari penggunaan manusia, Bumi kehabisan bahan bakar fosil dengan sangat cepat. Selain itu, ketika dibakar, bahan bakar fosil melepaskan karbon dioksida, nitrogen dioksida, dan bahan kimia berbahaya lainnya ke lingkungan, meningkatkan tingkat gas rumah kaca dan, menurut banyak ilmuwan, menyebabkan pemanasan global.
Energi alam yang terbarukan dan bersih memungkinkan manusia untuk memenuhi kebutuhan energi tanpa merusak lingkungan. Sejak tahun 1970-an, ilmu pengetahuan, pemerintah, dan masyarakat menjadi semakin sadar akan kebutuhan untuk mengalihkan upaya penelitian dan pengembangan untuk menemukan dan menyempurnakan sistem energi terbarukan. Dengan beralih ke energi alam yang terbarukan dan aman, banyak orang berharap dapat membalikkan kerusakan lingkungan dari waktu ke waktu dan menanamkan nilai-nilai lingkungan pada generasi mendatang.