Sejak Revolusi Industri pada pertengahan abad ke-18, masyarakat manusia sebagian besar telah dijalankan dengan bentuk energi yang tidak berkelanjutan. Pengurasan cadangan bahan bakar fosil yang dikombinasikan dengan peningkatan pemahaman tentang kerusakan lingkungan yang dilakukan oleh bahan bakar fosil telah mendorong peningkatan sumber daya yang berkelanjutan. Ada banyak bentuk energi berkelanjutan yang berbeda, meskipun sebagian besar masih dalam masa pertumbuhan teknologi dan memerlukan kemajuan ilmiah dan investasi lebih lanjut sebelum sepenuhnya mampu menangani konsumsi daya modern.
Bahan bakar fosil, biasanya dalam bentuk batu bara, minyak, dan gas alam, digunakan di hampir semua jenis perangkat yang membutuhkan daya untuk beroperasi. Bahan bakar ini berasal dari pemecahan alami fosil organik selama jutaan tahun. Meskipun bahan bakar fosil telah digunakan sepanjang sejarah manusia untuk berbagai tujuan, kepentingan ekstrim mereka tidak terjadi sampai Revolusi Industri dan perkembangan transportasi bertenaga motor. Sejak mobil, jet, dan sistem pemanas bertenaga menjadi menonjol, penggunaan bahan bakar fosil oleh manusia telah meningkat pesat, yang mengarah pada penggunaan sumber daya yang tersedia secara berlebihan. Akibatnya, sebagian besar ahli berpendapat bahwa bahan bakar fosil bumi akan habis dalam beberapa abad mendatang, membuat pencarian bahan bakar berkelanjutan tidak hanya altruistik tetapi penting untuk kelangsungan hidup teknologi manusia.
Sumber daya yang berkelanjutan adalah sumber daya yang tidak menghabiskan sumber daya aslinya, atau menggunakan sumber daya yang dapat diisi ulang dengan mudah dan efisien. Penggunaan tenaga surya, misalnya, dianggap berkelanjutan, karena menyerap dan menggunakan panas atau cahaya dari matahari tidak mengurangi kekuatan atau ukuran matahari. Etanol, yang dibuat dari tanaman tertentu, terkadang juga dianggap sebagai energi berkelanjutan karena tanaman dapat dengan mudah ditanam kembali dan diisi ulang.
Energi hidroelektrik adalah energi berkelanjutan yang digunakan untuk bahan bakar generator. Sumber energi terbarukan yang banyak digunakan ini bekerja dengan menggunakan gaya gravitasi air. Air yang jatuh atau arus pasang surut yang masuk disalurkan melalui mesin, memaksa turbin internal berputar dan menghasilkan energi. Dalam kebanyakan kasus, air didorong bolak-balik antara reservoir pada ketinggian yang berbeda atau dilepaskan kembali ke laut setelah mengalir melalui turbin. Tenaga angin dan panas bumi beroperasi dengan cara yang hampir sama, menggunakan kekuatan alam terbarukan untuk menggerakkan turbin dan generator.
Tenaga surya beroperasi melalui penyerapan cahaya dan panas dari matahari. Tenaga surya termal dapat menyerap panas matahari dan mentransfernya ke air, menjadikannya sumber daya berkelanjutan yang efisien untuk pemanas air dan kolam. Energi surya fotovoltaik menyerap sinar matahari ke panel surya, di mana elektron yang diserap memantul dari sel surya silikon, menciptakan arus listrik yang kemudian dapat digunakan untuk daya.
Etanol, biodiesel dan biogas adalah sumber energi berkelanjutan yang agak kontroversial. Teknologi ini menggunakan produk olahan dari tanaman dan organisme untuk membuat alternatif bahan bakar. Sayangnya dalam kasus etanol, pengolahan dan pembakaran menghasilkan emisi gas rumah kaca tingkat tinggi. Biofuel, seperti biodiesel alga, merupakan alternatif yang mungkin lebih ramah lingkungan, tetapi sebagian besar masih digunakan dalam percobaan atau skala kecil. Namun demikian, banyak ahli percaya bahwa ketiga teknologi akan memainkan peran besar dalam perluasan pasar tenaga listrik yang berkelanjutan.