E' la produzione, l'approvvigionamento e l'utilizzazione di energia che può soddisfare in modo armonico le esigenze di prodotti e servizi dell'umanità ed al tempo stesso preservare l'ambiente.

I pilastri su cui si basano la ricerca e l'utilizzazione di energia sostenibile sono: la riduzione di emissioni fossili, la rinnovabilità e l'efficienza.

Riduzione di emissioni

L'energia derivante dall'uso del petrolio e metano ha un'altissima quota di emissione di CO2 che è considerata una causa fondamentale del riscaldamento globale (oltre alla deforestazione ed all'incremento demografico). Inoltre, l'energia fossile non è rinnovabile ed è destinata all'esaurimento. Pertanto l'energia sostenibile considera la riduzione dell'utilizzazione di energia fossile un elemento fondamentale. 

Energie rinnovabili

La più nota energia rinnovabile è l'energia idro-elettrica i cui impianti sono operativi da molti decenni. L'energia idro-elettrica appartiene alla cosiddetta prima generazione di fonti di energia rinnovabile. La seconda e la terza generazione di fonti e tecnologie di energia rinnovabile comprendono: il riscaldamento solare, l'energia fotovoltaica (pannelli solari), le pale a vento, la gassificazione di biomasse, l'energia geotermica (riscaldamento delle rocce secche) e l'utilizzazione dell'energia degli oceani.

Per quanto attiene all'energia nucleare esistono pareri discordanti sulla rinnovabilità dell'uranio, ma anche a causa dei rischi derivanti da incidenti nucleari e dallo smaltimento dei rifiuti radioattivi. Per alcuni ricercatori l'energia nucleare rientra a pieno diritto tra le fonti rinnovabili, per altri no.

Efficienza energetica

L'efficienza dell'energia riguarda invece la possibilità di ridimensionare la richiesta di energia grazie ad un più efficiente sistema di utilizzazione. Ad esempio, il riscaldamento degli edifici può diventare più efficiente riducendo la dispersione di calore.