Si  definiscono rinnovabili quelle fonti di energia che possono essere considerate inesauribili, nel senso che il loro ciclo di produzione ha tempi compatibili con quelli del loro consumo.

      Esse si contrappongono ai combustibili fossili e a quelli nucleari che per loro natura non sono rinnovabili, in quanto una volta consumate ci vogliono milioni di anni affinchè si possano ricreare (ad esempio il petrolio, il carbone e il gas naturale), oppure che creano grossi problemi per la loro pericolosità sia nel loro utilizzo che nel loro stoccaggio (vedi i combustibili nucleari). L'energia rinnovabile può essere ottenuta dall'acqua, dal vento, dal sole, dalla terra e dalle piante. Di seguito sono descritti i principali  sistemi per trasformare questi elementi in energia fruibile. 

Fotovoltaico. Un impianto fotovoltaico è un dispositivo che permette di convertire l'energia solare in energia elettrica utilizzando la proprietà di alcuni materiali conduttori, come il silicio. Il principio fisico su cui si basa questa tecnologia è una conseguenza dell'effetto fotoelettrico per il quale, quando la struttura molecolare di un materiale viene colpita dalla radiazione luminosa, 

libera elettroni che lo carica elettricamente.

Solare termico. Un impianto solare termico è un sistema in grado di trasformare l’energia irradiata dal sole in energia termica, ossia calore, che può essere utilizzato negli usi quotidiani, quali ad esempio il riscaldamento dell’acqua per i servizi (ACS) o il riscaldamento degli ambienti.​ 

Geotermia. L’Energia Geotermica o la Geotermia (dal Greco antico “geo”, terra, e “thermos”, calore) è, nella sua definizione più vasta, il calore naturale della Terra. L’energia geotermica proviene dalla formazione originaria del pianeta, dal decadimento radioattivo di minerali e da energia solare assorbita in superficie. La temperatura del terreno, già a pochi metri di profondità, si mantiene grossomodo costante durante l'arco dell'anno: è, questa, una caratteristica comune a qualsiasi località del pianeta, fortemente correlata all'azione della radiazione solare sulla crosta terrestre, che la trattiene e immagazzina sotto forma di energia pulita e rinnovabile. Il terreno superficiale è quindi una sorta di enorme pila ricaricata dal Sole.

Eolico. L'energia eolica è il prodotto della conversione dell'energia cinetica del vento in altre forme di energia (tipicamente energia elettrica). L'aria in movimento, entrando in contatto con le pale opportunamente sagomate di tale dispositivo, lo mette in rotazione generando energia, che viene direttamente convertita in energia elettrica. Gli impianti eolici sono generalmente installati in aree molto ventose. Le tecnologie principali sono due: pale ad asse orizzontale e pale ad asse verticale. 

Biomasse. Si intende per "biomassa" la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani. Trarre energia dalle biomasse consente di eliminare gli scarti prodotti dalle attività agroforestali e contemporaneamente produrre energia elettrica. 

Idroelettrico. L'energia idroelettrica è una  fonte di energia alternativa e rinnovabile, che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale, posseduta da una certa massa d'acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina. La produzione di energia elettrica dipende da due fattori principali la caduta o salto e la portata d'acqua. Il salto è la differenza di quota tra il punto di prelievo dell'acqua ed il punto di restituzione. La portata acquisita da un impianto idroelettrico è il volume d'acqua prelevato nell'unità di tempo.

Le Maree e il moto ondoso. Il mare è una fonte di energia meccanica e termica. L'impiego di questa fonte è complicato e al momento piuttosto costoso. L'energia prodotta dalle onde si ottiene sfruttando il movimento di galleggianti ancorati al fondo del mare con dei cavi che si avvolgono e svolgono sull'asse di un alternatore, oppure sfruttando il movimento dell'aria al di sopra delle onde, ma si è ancora in fase sperimentale. Un'altra possibilità è l'impiego dell'energia delle correnti marine, con sistemi simili agli impianti eolici. La principale differenza è nella struttura delle eliche a causa della densità molto maggiore dell'acqua rispetto all'aria e di una velocità mediamente più bassa. Lo sfruttamento delle maree è un altro modo per produrre energia dal mare. Gli impianti per sfruttare questa energia sono simili a quelli idroelettrici, infatti una diga trattiene l'acqua in un bacino al livello dell'alta marea e la fa uscire in mare quando c'è bassa marea; quando il bacino ha raggiunto il livello del mare, si chiudono le condotte, in prossimità dell'alta marea, vengono riaperte ed il bacino viene nuovamente riempito. La produzione di energia dal mare è possibile anche sfruttando la differenza di temperatura tra il fondo e la superficie. Una macchina termica può sfruttare la differenza di temperatura per ottenere energia meccanica e da questa quella elettrica. L'efficienza di questi sistemi non è elevata, intorno al 5% , ciononostante, poiché la quantità di energia termica accumulata nell'oceano è elevata, con questi sistemi è possibile ottenere enormi quantità di elettricità.  

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