Alternativni viri energije so pridobljeni iz virov, ki ne izrabljajo naravnih virov in ne škodujejo okolju. So alternative fosilnim gorivom, jedrski energiji in obsežni hidroelektrarni, ki so vsi izčrpni viri energije, ki imajo različne stopnje škodljivih učinkov na okolje. Kljub temu ni alternativnih virov energije, ki bi bili tako komercialno izvedljivi kot nafta, ki je poleg premoga glavna vrsta fosilnih goriv.
Ko razmišljajo o alternativah fosilnim gorivom, večina ljudi pomisli na sončno energijo, ki je kateri koli od več različnih postopkov, ki se uporabljajo za izkoriščanje energije, ki prihaja iz sonca. Primarna metoda, ki se uporablja za pretvarjanje sončne svetlobe v električno energijo, je uporaba fotonapetostnih celic, ki so nameščene na sončnih panelih tako, da se največja količina sončne svetlobe absorbira in pretvori v električno energijo. Trenutno je največja težava s sončno energijo stroški, saj so sončne celice in paneli lahko zelo dragi.
Drug alternativni vir energije je energija vetra, ki uporablja velike turbine za pretvorbo vetra v električno energijo. Številne od teh turbin je mogoče postaviti tam, kjer je vetra veliko, vetrne elektrarne pa je mogoče priključiti na električno omrežje, kamor prispevajo električno energijo. Mlin na veter se lahko uporablja tudi za izkoriščanje vetrne energije, vendar namesto, da bi veter spremenil v elektriko, pretvori veter neposredno v mehansko gibanje za opravljanje dela.
Nekateri alternativni viri energije prejemajo energijo iz zemeljskih virov, kot so geotermalna energija, energija plimovanja in biomasa. Geotermalna energija je pridobljena iz virov toplote v zemlji, kot so naravni gejzirji, in to toploto pretvarja v električno energijo. Izkoriščanje energije iz valov v oceanu in drugih vodnih telesih na planetu je znano kot moč plimovanja. Energija iz biomase se pridobiva iz organskega materiala, ki prihaja iz rastlin in živali, in je bolj znana kot obnovljiv vir energije, saj ustvarja stranski odpadni produkt. Vse te alternativne vire energije je treba temeljito raziskati, če bo kateri od njih kdaj nadomestil fosilna goriva kot primarni vir energije po vsem svetu.