Le fonti di energia rinnovabile sono delle fonti energetiche ricavate da risorse che sono naturalmente reintegrate in una scala temporale umana, come la luce solare, il vento, la pioggia, le maree, le onde e il calore geotermico. L'energia rinnovabile fornisce spesso energia in quattro aree importanti: produzione di energia elettrica, riscaldamento/raffreddamento ad aria e acqua, trasporti e servizi energetici , tramite una rete di distribuzione.

Le fonti energetiche (o fonti di energia), sono le sorgenti di energia a disposizione dell'uomo e in quanto tali possono essere utilizzate per eseguire un lavoro e/o produrre calore.

In energetica una fonte di energia viene definita primaria quando è presente in natura e quindi non deriva dalla trasformazione di nessun'altra forma di energia. Rientrano in questa classificazione sia fonti rinnovabili (quali ad esempio l'energia solare, eolica, energia idraulica, geotermica, l'energia delle biomasse) che fonti esauribili, come i combustibili direttamente utilizzabili (petrolio grezzo, gas naturale, carbone) o l'energia nucleare. Si differenziano dalle fonti di energia secondaria in quanto queste ultime possono essere utilizzate solo a valle di una trasformazione di energia (come la benzina, in seguito a raffinazione chimica, o l'energia elettrica o l'idrogeno). Ovviamente, qualunque massa, in ragione della sua energia potenziale, potrebbe essere vista come una fonte primaria di energia; a causa di ciò, si conviene di utilizzare tale definizione solo per quelle forme di energia che siano direttamente e "facilmente" utilizzabili e rispondano dunque a dei requisiti di "concentrabilità", "indirizzabilità", "continuità" e "regolabilità".

L'energia eolica è l'energia del vento, cioè l'energia cinetica di una massa d'aria in movimento. Fonte di energia alternativa a quella prodotta dalla combustione dei combustibili fossili, rinnovabile e a sostegno dell'economia verde, pulita, che non produce emissioni di gas serra durante il funzionamento e richiede una superficie di terra non eccessivamente vasta, gli effetti sull'ambiente sono in genere meno problematici rispetto a quelli provenienti da altre fonti di energia, ed è possibile sfruttarla grazie ad esempio all'utilizzo di aerogeneratori che producono energia elettrica, pompe eoliche per la movimentazione di acqua, tramite mulini a vento che producono energia meccanica per macinare cereali o altri materiali o vele per il movimento di veicoli aerei o acquatici (deltaplano, barca a vela, windsurf, ecc.). È una fonte mediamente stabile di anno in anno, ma con una variazione significativa su scale di tempo più brevi: l'intermittenza del vento crea raramente problemi quando essa viene utilizzata per fornire fino al 20% della domanda totale di energia elettrica, ma se la richiesta è superiore vi è necessità di particolari accorgimenti alla rete di distribuzione e una capacità di produzione convenzionale. Alcuni metodi per la gestione della potenza prodotta, come quello di possedere sistemi di stoccaggio (come stazioni di pompaggio), turbine geograficamente distribuite, fonti alternative, accordi di esportazione e importazione di energia per aree limitrofe o la riduzione della domanda quando la produzione eolica è bassa, possono ridurre notevolmente questi problemi. Inoltre, le previsioni del tempo consentono alla rete elettrica di essere preparata tempestivamente a seconda delle variazioni previste nella produzione.Grandi parchi eolici sono costituiti da centinaia di singoli aerogeneratori collegati alla rete di trasmissione di energia elettrica. L'eolico off-shore è più stabile, fornisce più energia e possiede un minor impatto visivo, tuttavia i costi di realizzazione e manutenzione sono notevolmente più alti. Piccoli impianti eolici on-shore forniscono elettricità a luoghi isolati. Le società elettriche acquistano sempre di più elettricità in eccesso prodotta da piccoli aerogeneratori domestici.Il paese a più alta generazione eolica è la Danimarca, in cui il 43,4% del consumo elettrico derivava dal vento nel 2017. Sono almeno 83 gli altri paesi del mondo che utilizzano regolarmente l'energia eolica per il fabbisogno elettrico. Nel 2018 la capacità di generazione elettrica eolica installata nel mondo è aumentata del 9,6%, fino a 591 GW. Nel 2017 la produzione annuale di energia eolica è cresciuta del 17%, fino a coprire il 4,4% del fabbisogno elettrico planetario (nel 2010 era il 2,5%), fornendo l'11,6% dell'energia elettrica nell'Unione europea.

L'energia è la grandezza fisica che misura la capacità di un corpo o di un sistema fisico di compiere lavoro, a prescindere dal fatto che tale lavoro sia o possa essere effettivamente svolto.Il termine energia deriva dal tardo latino energīa, a sua volta tratto dal greco ἐνέργεια (enérgeia), derivato di ἐνεργής (o l'equivalente ἐνεργός), 'attivo', composto dalla particella intensiva en e ἔργον (ergon, 'lavoro', 'opera'). Il termine è stato introdotto da Aristotele in ambito filosofico per distinguere la δύναμις (dýnamis), la possibilità, la "potenza" propria della materia informe, dalla reale capacità (ἐνέργεια) di far assumere in atto realtà formale alle cose.La parola italiana "energia" non è direttamente derivata dal latino, ma è ripresa nel XV secolo dal francese énergie. «In Francia énergie è usato dal XV secolo nel senso di "forza in azione", con vocabolo direttamente derivato dal latino, mai con significato fisico. In Inghilterra nel 1599 energy è sinonimo di "forza o vigore di espressione". Thomas Young è il primo a usare, nel 1807, il termine energy in senso moderno»Il concetto di energia può emergere intuitivamente dall'osservazione sperimentale che la capacità di un sistema fisico di compiere lavoro diminuisce a mano a mano che questo viene prodotto. In questo senso l'energia può essere definita come una proprietà posseduta dal sistema che può essere scambiata fra i corpi attraverso il lavoro (vedi Trasferimento di energia).

Il consumo d'energia mondiale è una misura dell'utilizzo dell'energia, come ad esempio quella prodotta dal carburante o dall'elettricità, ed allo stesso tempo una misura della sua produzione globale attraverso le varie fonti energetiche possibili nell'ottica della domanda e dell'offerta dell'energia stessa. Essenzialmente la voce consumo di energia cerca di quantificare i processi dinamici che danno luogo ad un aumento dell'entropia, una grandezza che viene interpretata come una misura del caos in un sistema fisico o più in generale nell'universo.