Mezi hlavní obnovitelné zdroje energie v České republice se řadí vodní elektrárny. Slouží především jako doplňkové zdroje k tepelným a jaderným elektrárnám. Díky možnosti rychlého najetí plného výkonu jsou vhodné pro vyrovnávání kolísání poptávky po elektřině. Princip je velmi jednoduchý, proud vody roztáčí turbínu spojenou s elektrickým generátorem.

Biomasa je hmota organického původu, obvykle dřevo, tzv. energetické plodiny anebo zemědělské zbytky. Tato hmota se buď zplyňuje a spaluje (např. v klasických tepelných elektrárnách spolu s uhlím) nebo převádí na metan či kvasí na líh. Výhodou zpracování biomasy je vyrovnaná úroveň oxidu uhličitého - uvolní se stejné množství, jaké spotřebovala rostlina ke svému růstu - a naprosto mizivé množství síry. Nevýhodou, stejně jako u dalších spalovacích procesů, je tvorba oxidů dusíku.

Větrné elektrárny nemají v Česku příliš dobré přírodní ani společenské podmínky. Navíc většina vhodných ploch pro větrné parky v ČR patří mezi chráněné oblasti. Principem fungování větrníků je převedení aerodynamických sil působících na listy rotoru na mechanickou energii a její další převedení na energii elektrickou. Životnost větrných elektráren se pohybuje kolem 20 let.

Nejběžnější solární elektrárny fungují takto - dopad světla na fotovoltaické panely, obvykle tvořené monokrystalem křemíku a dvěma kovy o rozdílných nábojích na každé straně, vyvolá přenos elektronů z jedné strany destičky na druhou. Po připojení elektrod spojených drátem začne protékat systémem elektrický proud. Každý sluneční panel je tvořený mnoha takovýmito články. Solární elektrárny, využívající nepřímé přeměny, využívají sběračů tepla. Ty jsou tvořeny termočlánky, které vytvářejí proud v případě, že dva konce drátů obvodu mají různé teploty.

Tepelná čerpadla využívají teplo vzniklé jak během různých technologických procedur, tak teplo získané ze vzduchu nebo z půdních vrtů. Princip je založen na uzavřeném obvodu a převodu tepla z teplejšího prostředí do chladnějšího a naopak, pomocí tří typů čerpadel - kompresorových, absorpčních a hybridních.

Geotermální elektrárny jsou využívány především v oblastech s aktivní sopečnou činností (např. Island, některé části Itálie).