Nuo XVIII amžiaus vidurio prasidėjusios pramonės revoliucijos žmonių visuomenė daugiausia buvo valdoma netvariomis energijos formomis. Iškastinio kuro atsargų išeikvojimas kartu su geresniu supratimu apie iškastinio kuro daromą žalą aplinkai padidino pastangas ieškoti tvarių energijos šaltinių. Egzistuoja daugybė skirtingų tvarios energijos formų, tačiau dauguma jų tebėra technologinės stadijos ir reikalauja tolesnės mokslo pažangos bei investicijų, kad būtų galima visiškai valdyti šiuolaikinį energijos suvartojimą.
Iškastinis kuras, dažniausiai anglies, naftos ir gamtinių dujų pavidalu, naudojamas beveik visų tipų įrenginiuose, kurių veikimui reikia energijos. Šie degalai gaunami dėl natūralaus organinių fosilijų skaidymo per milijonus metų. Nors iškastinis kuras per visą žmonijos istoriją buvo naudojamas įvairiems tikslams, ypatinga jo svarba atsirado tik prasidėjus pramonės revoliucijai ir motorinio transporto vystymuisi. Kadangi automobiliai, lėktuvai ir varomos šildymo sistemos išpopuliarėjo, žmonių iškastinio kuro naudojimas labai išaugo, o tai lėmė niokojantį turimų išteklių perteklių. Dėl to dauguma ekspertų teigia, kad per artimiausius kelis šimtmečius Žemės iškastinis kuras baigsis, todėl tausaus kuro paieška bus ne tik altruistiška, bet ir būtina žmogaus technologijų išlikimui.
Tvarus energijos šaltinis yra toks, kuris arba neišeikvoja pradinių išteklių, arba naudoja išteklius, kuriuos galima lengvai ir efektyviai papildyti. Pavyzdžiui, saulės energijos naudojimas laikomas tvariu, nes sugeriant ir naudojant saulės šilumą ar šviesą saulės galia ar dydis nesumažėja. Etanolis, pagamintas iš tam tikrų kultūrų, taip pat kartais laikomas tvariu energijos šaltiniu, nes javus galima lengvai persodinti ir papildyti.
Hidroelektrinė yra tvari energija, naudojama generatorių kurui. Šis plačiai naudojamas atsinaujinantis energijos šaltinis veikia naudojant vandens gravitacinę jėgą. Krintantis vanduo arba įeinantys potvynių srautai nukreipiami per mašinas, verčiant vidines turbinas suktis ir generuoti energiją. Daugeliu atvejų vanduo stumiamas pirmyn ir atgal tarp rezervuarų skirtinguose aukščiuose arba išleidžiamas atgal į vandenyną, tekėdamas per turbinas. Vėjo ir geoterminė energija veikia beveik taip pat, naudojant atsinaujinančias gamtos jėgas turbinoms ir atitinkamai generatoriams maitinti.
Saulės energija veikia sugerdama saulės šviesą ir šilumą. Šiluminė saulės energija gali sugerti saulės šilumą ir perduoti ją vandeniui, todėl tai yra efektyvus tvarus vandens šildytuvų ir baseinų energijos šaltinis. Fotovoltinė saulės energija sugeria saulės šviesą į saulės baterijas, kur absorbuoti elektronai atsimuša nuo silicio saulės elementų, sukurdami elektros srovę, kurią vėliau galima panaudoti energijai.
Etanolis, biodyzelinas ir biodujos yra šiek tiek prieštaringesni tvarios energijos šaltiniai. Šios technologijos naudoja perdirbtus augalų ir organizmų produktus kuriant kuro alternatyvas. Deja, etanolio perdirbimas ir deginimas sukelia didelį šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį. Biodegalai, tokie kaip dumblių biodyzelinas, galbūt yra ekologiškesnė alternatyva, tačiau dažniausiai jie naudojami eksperimentiniam arba nedideliam naudojimui. Nepaisant to, daugelis ekspertų mano, kad visos trys technologijos vaidins didelį vaidmenį plečiant tvarios energijos rinką.