Közismert tény, sőt szinte már közhelyszámba megy, hogy a Föld fosszilis eredetű energiakészlete (földgáz, kőolaj, szén) kifogyóban van, borúlátóbb előrejelzések szerint már ötven-hetven évre sem elegendőek. Az ipari civilizáció mind fokozottabb mértékben használja fel az ásványkincseket, idetartoznak a különféle fémek és más egyszerűbb anyagok és persze az energiahordozók. Az energiafogyasztás szakadatlan növekedése az 1970-es években rádöbbentette a világot arra, hogy az ipari fejlődésnek gátat szabhat az energiaforrások kimerülése. Nagyjából ekkora tehető az úgynevezett alternatív, vagy megújuló energiaforrások iránti érdeklődés felébredése. Ezek közül a legismertebbeknek a nap-, a szél-, a vízi, a geotermikus és a hulladékokból nyert energiák számítanak.

Mind közül a nap- és a szélenergia hasznosítása haladt előre a legnagyobb mértékben. A napenergia hasznosítása számtalan helyen, különféle naperőművekben már több évtizedes múltra tekint vissza. Napjainkra már lehetséges olyan kapacitású naperőműveket építeni, amelyek akár egy több százezer vagy egymillió lakosú város energiaszükségletét képesek előállítani.

A világ legmagasabb építménye egy naptorony lesz, amelyet Ausztráliában fognak felépíteni. A torony több mint egy kilométer magas lesz - jelenleg a 452 méter magas, malajziai Kuala Lumpurban található Petronas iker-felhőkarcoló a legnagyobb ember alkotta építmény. A naperőművet egy hét kilométer átmérőjű, napkollektorokból álló gyűrű fogja körbe venni. A kollektorokban felhevülő több száz fokra felmelegedő légtömeg a jóval kisebb hőmérsékletű, ezer méter magas "kéményen" át távozik nagy sebességgel. Eközben meghajtja a torony alsó részén elhelyezkedő turbinákat. A folyamatos energiaellátás biztosítása végett hőtartályokat építenek a kollektormezőbe. Ezekből a nappal elnyelt hőt éjszaka fogják felszabadítani, hogy zavartalan legyen az áramellátás. Ez az áramtermelő eljárást annyira ötletesnek találta az amerikai Time magazin, hogy a 2002-es év legnagyszerűbb találmányai között említette.

Egyszerűbb formájában még régebb óta hasznosítja az ember a napenergiát, ezt a tiszta energiaforrást. A kertészetben jól bevált módszer az, hogy a fagyra érzékeny növényeket üveggel vagy fóliával letakarják. A nap különböző frekvenciájú sugarainak zöme átmegy az üvegen és felmelegíti a talajt, amely sokkal kisebb frekvencián bocsát ki sugárzást, ezt az üveg, illetve a fólia visszatartja. Ezen a hőcsapda-elven működnek a melegvizet előállító napkollektorok és a napházak.

A napenergia hasznosításának másik régóta használt módja az, hogy a sugarakat síktükörrel, vagy egyetlen parabola profilra hajlított tükörrel összegyűjtik egyetlen kis területű felületre. Már az ókorban is ezt a módszert használták a görögök az olimpiai láng meggyújtására. A modern tudomány ezt az eljárást alkalmazva képes fémeket olvasztani is.

Ma már tudjuk, hogy szinte minden energiánk a Naptól származik. A napsugarak hatására a Föld és a tengerek felszínéről víz párolog el, felhő lesz belőle, amelyből eső vagy hó formájában csapadék hull a földre. Az eső termékennyé teszi a száraz földet. A magasabb hegyekről lefolyó víz alakítja a felszínt és lehetőséget ad arra, hogy a víz helyzeti energiájából mechanikai, majd villamosenergiát nyerjünk.

A szélenergiát szintén a Napnak köszönhetjük. A szél úgy jön létre, hogy a hősugarak hatására a felszín és a levegő különböző mértékben melegszik fel. A meleg levegő felszáll, helyére hideg levegő áramlik, ezt a mozgást szélnek nevezzük.

A fentebb említett mechanizmusok fontosak, ám elég egyszerűek, az igazi csodához, a fotoszintézishez képest. A zöld növényekben a kémiai elemekből és egyszerű vegyületekből (pl. a víz és a szén-dioxid) bonyolult szerkezetű vegyület, cukor keletkezik. A cukor az alkotórészeivel ellentétben elégethető, tehát a Nap sugárzási energiája kémiai energiává alakulva tárolódik az új vegyületben. Ez a vegyi folyamat az alapja minden szerves életnek a Földön. Ezekből a vegyületekből épülnek fel a növények, az állatok és az ember is. a folyamatosan újratermelődő vegyülettömeget biomasszának nevezzük. A biomassza egy része emberi táplálék, egy része állati takarmány, nagy része szerves hulladék. Valamennyinek közös vonása, hogy maximum pár év alatt elbomlik, a szén-dioxid visszakerül a légkörbe, és a körforgás kezdődik elölről.

Sok természeti nép imádta istenként és tartotta a földi élet forrásának a Napot, ezt a nagy hőmérsékletű és tömegű gázgömböt. A nagy tömeg nagy gravitációs vonzerőt és nagy sűrűséget hoz létre, ilyen körülmények között lehetőség van arra, hogy a nehézhidrogén atommagok stabilabb héliumatom-magokká egyesüljenek. A folyamat alatt - amelyet termonukleáris reakciónak neveznek - sok energiát bocsátnak ki különböző hullámhosszú elektromágneses rezgések formájában. Nagy reménysége lenne az emberiségnek az, hogyha sikerülne ezt a jelenséget földi viszonyok között, megszelídítve létrehozni, minthogy hidrogén van bőven, így gyakorlatilag ingyen és korlátlanul jutnánk energiához. Eddig azonban csak az egyik leggyilkosabb fegyvert, a hidrogénbombát sikerült ezen az elven megalkotni.