Fornybar energi, brukbar energi hentet fra påfyllbare kilder som Solen (solenergi), vind (vindkraft), elver (vannkraft), varme kilder (geotermisk energi), tidevann (tidevannskraft) og biomasse (biodrivstoff).
På begynnelsen av det 21. århundre kom omtrent 80 prosent av verdens energiforsyning fra fossilt brensel som kull, petroleum og naturgass. Fossilt brensel er begrensede ressurser; de fleste estimater tyder på at de påviste oljereservene er store nok til å møte den globale etterspørselen i det minste til midten av det 21. århundre. Forbrenning av fossilt brensel har en rekke negative miljøkonsekvenser. Fossile-drevne kraftverk slipper ut luftforurensninger som svoveldioksid, partikler, nitrogenoksider og giftige kjemikalier (tungmetaller: kvikksølv, krom og arsen), og mobile kilder, som fossile-kjøretøyer, slipper ut partikler, nitrogenmonoksyd og partikler. Eksponering for disse forurensningene kan forårsake hjertesykdom, astma og andre helseproblemer. I tillegg er utslipp fra forbrenning av fossilt brensel ansvarlig for sur nedbør, som har ført til forsuring av mange innsjøer og påfølgende skader på vannlevende liv, bladskader i mange skoger og produksjon av smog i eller nær mange byområder. Videre frigjør forbrenning av fossilt brensel karbondioksid (CO2), en av de viktigste drivhusgassene som forårsaker global oppvarming.
Derimot utgjorde fornybare energikilder nesten 20 prosent av det globale energiforbruket på begynnelsen av det 21. århundre, hovedsakelig fra tradisjonell bruk av biomasse som ved til oppvarming og matlaging. I 2015 kom omtrent 16 prosent av verdens totale elektrisitet fra store vannkraftverk, mens andre typer fornybar energi (som solenergi, vind og geotermisk energi) sto for 6 prosent av den totale elektrisitetsproduksjonen. Noen energianalytikere anser kjernekraft for å være en form for fornybar energi på grunn av dens lave karbonutslipp; atomkraft genererte 10,6 prosent av verdens elektrisitet i 2015.
Veksten i vindkraft oversteg 20 prosent og solceller vokste med 30 prosent årlig på 1990-tallet, og fornybar energiteknologi fortsatte å ekspandere gjennom det tidlige 21. århundre. Mellom 2001 og 2017 økte verdens totale installerte vindkraftkapasitet med en faktor 22, og vokste fra 23 900 til 539 581 megawatt. Fotovoltaisk kapasitet økte også, og økte med 50 prosent i 2016 alene. Den europeiske union (EU), som produserte anslagsvis 6,38 prosent av sin energi fra fornybare kilder i 2005, vedtok et mål i 2007 om å øke dette tallet til 20 prosent innen 2020. I 2016 kom rundt 17 prosent av EUs energi fra fornybare kilder. Målet inkluderte også planer om å kutte utslipp av karbondioksid med 20 prosent og sikre at 10 prosent av alt drivstofforbruk kommer fra biodrivstoff. EU var på god vei til å nå disse målene innen 2017. Mellom 1990 og 2016 reduserte landene i EU karbonutslippene med 23 prosent og økte biodrivstoffproduksjonen til 5,5 prosent av alt drivstoff som ble forbrukt i regionen. I USA har en rekke stater svart på bekymringer over klimaendringer og avhengighet av importert fossilt brensel ved å sette mål for å øke fornybar energi over tid. For eksempel krevde California at de store forsyningsselskapene deres skulle produsere 20 prosent av elektrisiteten fra fornybare kilder innen 2010, og ved slutten av det året var California forsyninger innenfor 1 prosent av målet. I 2008 økte California dette kravet til 33 prosent innen 2020, og i 2017 økte staten ytterligere målet for fornybar-bruk til 50 prosent innen 2030.
