Az alternatív energiaforrások a geotermikus energia, a nukleáris energia és a megújuló energiaforrások. Ez utóbbiak legtöbb esetben a napsugárzás folyamatosan érkező energiájából származnak, mint a szél-, a nap- és a vízi energia. A napsugárzás először a Föld felszínét melegíti, és a levegő ennek hatására melegszik csak fel.A napenergia hatására elpárolgó víz a csapadékkal a hegyekbe kerül, ez adja a vízi energia (helyzeti energia) kihasználásának lehetőségét. A napsugárzás energiáját ezeken kívül közvetlenül is fel lehet használni. Amikor a napenergiát felhasználjuk, átalakítjuk valamilyen más energiaformává, ami lehet elektromos áram vagy hő. Az energia felhasználása történhet kis méretekben, háztartásokban néhány kW teljesítménnyel, vagy építhetünk nagy kiterjedésű és teljesítményű erőműveket is. Hazánkban egyik sem terjedt még el a gyakorlatban

A Nap mélyén, annak központjában atommagfúziós reakciók termelik az energiát. Ez a forrása a napsugárzást alkotó elektromágneses hullámok energiájának is. A légkörben a napfény különböző frekvenciái (színei) különbözően nyelődnek el, és a felszínre érve megmaradó energiája négyzetméterenként 1,3 kW. Ez az energia folyamatosan melegíti a Föld felszínét. Megújuló energiának azért hívjuk, mert a Napban zajló magfúzió energiája még évmilliárdokig képes lesz fedezni a napsugárzás energiáját. A Nap energiája egyike a tiszta energiáknak, felhasználásának általában nincs környezetet károsító mellékhatása. Mennyisége azonban nagy területen oszlik szét, az energiakoncentráció kicsi. Az energia átalakítási hatásfoka a jelenlegi technikai színvonalon is még elég alacsony.

A napelemek esetén körülbelül 15%, a napkollektorok esetén körülbelül 80% hatásfok érhető el. A felhasználható napenergia mennyisége az évszakoktól és a napsütéses órák számától is függ. Ezt a környező domborzat mellett leginkább a meteorológiai viszonyok által meghatározott felhőzet-leárnyékoló hatása befolyásolja.