Unter dem Begriff erneuerbare Energien sind alle Energieträger zusammengefasst, die aus regenerativen Rohstoffen oder Quellen gewonnen werden. Dies bedeutet, dass sie entweder unerschöpflich sind, kontinuierlich zur Verfügung stehen oder regelmäßig nachwachsen. Erneuerbare Energien ermöglichen eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen und gelten daher als umweltfreundliche Alternative zu fossilen Energieträgern. Viele Quellen, die zur Gewinnung von erneuerbaren Energien genutzt werden, entstehen unter Einfluss der Sonnenstrahlung, sind also entweder direkte oder indirekte Formen der Solarenergie.
Zu den meistgenutzten Quellen, die für die Gewinnung von erneuerbaren oder regenerativen Energien zur Verfügung stehen, zählen die Sonnenstrahlung, die kinetische Energie von Wind (Windenergie) und Wasser (Wasserkraft), die Erdwärme oder Geothermie sowie die Gezeiten. Auch nachwachsende Rohstoffe eignen sich zur Gewinnung von Energie. Diese werden unter der Bezeichnung Biomasse zusammengefasst und können pflanzlicher oder tierischer Herkunft sein.

Die wohl bedeutendste Form der erneuerbaren Energie ist die direkte Nutzung von Sonnenstrahlung. Zu dieser Art zählen die sogenannte Solarthermie und die Photovoltaik. Bei der Solarthermie handelt es sich um eine Technik, die die Sonnenstrahlung mithilfe von Sonnenkollektoren einfängt und in Wärme umwandelt. Solarthermie-Anlagen können an Gebäuden unterschiedlicher Größenordnungen angebracht werden und speichern Energie zur Aufbereitung von Warmwasser. Solarthermische Kraftwerke funktionieren hingegen mit Wärmekraftmaschinen, die Solarthermie in elektrische Energie umwandeln. Strom wird auch im Rahmen eines Verfahrens gewonnen, das als Photovoltaik bezeichnet wird. Dabei wird mithilfe sogenannter Solarzellen, in denen die Lichtstrahlen eingefangen werden, elektrische Energie produziert.

Für die indirekte Nutzung von Sonnenenergie stehen ebenfalls mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Windenergie beispielsweise entsteht durch Einwirkung von Sonnenstrahlung auf den Luftdruck und wird seit wenigen Jahrzehnten zunehmend in Windkraftanlagen in Strom umgewandelt. Auch die kinetische Energie des Wassers, die in unterschiedlichen Typen von Wasserkraftwerken genutzt wird, hängt von dem Einfluss der Sonnen- und Windenergie ab. Die kinetische Energie des Wassers wird in gewöhnlichen Wasserkraftwerken, in Wellenkraftwerken oder Wasserkraftwerken für die Gewinnung von Strom genutzt. Pflanzen wachsen durch die Wirkung der Sonnenstrahlung und werden in unterschiedlicher Form als Biomasse genutzt, um Bioenergie zu gewinnen. Als regenerative pflanzliche Quellen (Phytomasse) für Bioenergie kommen Kultur- und Ölpflanzen, Holz, Bioabfälle aus Haushalten und der Industrie sowie Gras und Heu zum Einsatz. Auch tierische Abfälle und Gülle (Zoomasse) können als Rohstoffe für Bioenergie genutzt werden.

Die Geothermie gilt als die wichtigste Form der erneuerbaren Energien, die weder direkt noch indirekt von der Sonnenenergie stammen. Bei der Geothermie handelt es sich um ein Verfahren, im Zuge dessen Erdwärme mit hohen Temperaturen aus unterschiedlichen Schichten des Erdreichs als Quelle für die Erzeugung von elektrischem Strom genutzt wird. Unter den Wasserkraftwerken produziert das sogenannte Gezeitenkraftwerk eine Form der erneuerbaren Energien, deren Quelle (Ebbe und Flut) nicht durch Sonneneinstrahlung, sondern durch die Wirkung des Mondes beeinflusst wird.

Die Solarthermie als kontinuierliche Art der Energiegewinnung gilt als die umweltfreundlichste Form der erneuerbaren Energien. Ist die Anlage an einem Gebäude einmal angebracht, sind die CO2-Emissionen im Vergleich zu Kraftwerken deutlich geringer. Dies liegt vor allem daran, dass die von der Solarthermie-Anlage produzierte Energie zur Warmwasseraufbereitung direkt im Gebäude genutzt wird. Transportwege und der damit verbundene Verbrauch von Treibstoff entfallen ebenso wie der Bau von Förderungsanlagen. Die Nutzung aller anderen Formen von erneuerbaren Energien ist mit der Errichtung von Kraftwerken verbunden, die eine gewisse CO2-Belastung mit sich bringen und das umliegende Ökosystem verändern. Dennoch sind moderne Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen sowie Aufbereitungsanlagen für Biomasse wesentlich umweltfreundlicher als die Nutzung fossiler Brennstoffe, da die Abgasbelastung in der Regel geringer ist. Da die Gewinnung und Nutzung oft regional erfolgt, ermöglichen erneuerbare Energien wirtschaftliche Unabhängigkeit von Staaten, die über große Ressourcen fossiler Brennstoffe verfügen.

Kritiker weisen jedoch immer wieder darauf hin, dass viele Formen erneuerbarer Energien eine vergleichsweise niedrige Leistungsdichte aufweisen, gleichzeitig aber den Bau großer Anlagen notwendig machen. Wasserkraftwerke oder Windparks verändern nicht nur das Landschaftsbild, sondern haben teilweise erhebliche negative Auswirkungen auf die Flora und Fauna. Außerdem sind die Energiequellen zwar unerschöpflich, jedoch oft saisonalen Schwankungen unterworfen. Im Falle der Biomasse sind auch landwirtschaftliche Grenzen zu bedenken. Für Energie- und Kulturpflanzen müssen Anbauflächen geschaffen werden, was wiederum mit einer erheblichen Veränderung der Landschaft verbunden ist.