Las fuentes de energía renovables provienen del flujo constante de energía que recibe nuestro planeta, principalmente del Sol. Aunque en ciertos casos también existe una contribución por parte de los campos gravitatorios terrestre y lunar. Del total de energía solar que llega a la Tierra, aproximadamente el 30% es reflejado por la atmósfera, mientras que el 70% restante la atraviesa, ya sea manteniendo sus características originales o sufriendo modificaciones. Esta diversidad en la interacción de la radiación solar da lugar a distintas fuentes de energía renovable, cada una con métodos de captación y aprovechamiento particulares.
La energía solar directa es aquella que atraviesa la atmósfera sin cambios significativos y proporciona luz y calor a los seres vivos. Además, la distribución desigual de la energía solar en la atmósfera también influye en el movimiento de las masas de aire, generando vientos. Por lo tanto, la energía eólica, contenida en el viento, es una forma indirecta de energía solar y, por ende, renovable.
Parte de la energía solar que penetra en la atmósfera es absorbida por las plantas verdes para su crecimiento, almacenándola en forma de energía química. Esto constituye el primer eslabón de lo que conocemos como energía de la biomasa, que se extiende a todos los seres vivos y se encuentra presente en los diferentes tipos de residuos orgánicos que generan.
Por otro lado, la energía geotérmica, contenida en el interior de la Tierra, también tiene su origen en el Sol. Aunque a veces se la considera no renovable debido a que no proviene de un flujo energético continuo externo, su flujo se considera prácticamente inagotable debido a la continua disipación, como resultado de la fricción de las rocas en la corteza terrestre. Por lo tanto, se la estudia como una fuente renovable en diversas ocasiones.
Cuando el agua del mar absorbe la energía solar, se evapora y asciende a la atmósfera. Luego, vuelve a precipitar en forma líquida o sólida en diferentes áreas terrestres, acumulándose a distintas alturas. La energía potencial de estas masas de agua, situadas a cierta altura, se convierte en energía cinética al caer hacia zonas más bajas. Esta energía contenida en el agua, bajo estas condiciones, se conoce como energía hidráulica y también es una fuente renovable de origen solar.
Finalmente, las fuerzas gravitacionales de la Luna, el calor solar y los vientos que actúan sobre los océanos generan tres manifestaciones adicionales de la energía marina: las mareas, los gradientes térmicos y las olas. Debido a los fenómenos involucrados, también se consideran fuentes de energía renovable.
Sin embargo, es importante destacar que el hecho de que una fuente de energía sea renovable no implica necesariamente que sea abundante o que su explotación sea gratuita. Además, en los últimos años se ha buscado mejorar los conocimientos tecnológicos relacionados con los diferentes métodos de captación y transformación de estas fuentes en energía utilizable, al menor costo posible. El creciente interés en estas fuentes, debido a su impacto ambiental reducido y a la posible escasez de las fuentes energéticas convencionales, ha impulsado enormemente la investigación de sus posibilidades como una alternativa a los combustibles fósiles y nucleares.
En la actualidad, se reconoce ampliamente que el desafío no radica tanto en desarrollar una tecnología adecuada para aprovechar estas fuentes, sino en mejorar las condiciones económicas, sociales y políticas para difundir los principios básicos de dicha tecnología y permitir su uso a gran escala.