Per fonte di energia alternativa si intende una particolare fonte di energia (ovvero un modo di ottenere energia elettrica o meccanica) differente da quella ottenuta con l'utilizzo dei combustibili fossili e nucleare che costituiscono invece le cosiddette fonti di energia tradizionali. Spesso tale classe di fonti energetiche viene confusa o assimilata a quella delle fonti di energia rinnovabile (che in inglese sono sinonimi) o anche a quella delle fonti energetiche in grado di permettere uno sviluppo sostenibile, di cui queste rappresentano solo una sottoclasse di quelle alternative. In realtà le fonti di energia alternativa comprendono una classe più ampia di forme di produzione di energia, oltre alle rinnovabili. Il termine divenne di uso comune negli anni settanta, a valle delle crisi petrolifere del 1973 e 1979, che avevano fatto vedere in maniera chiara le problematiche poste da un mondo dell'energia troppo dipendente dal petrolio e, in generale, dall'approvvigionamento di fonti fossili. Negli ultimi trent'anni sono state investite nella ricerca in tal senso molte risorse umane ed economiche.Inoltre, ad oggi sta aumentando, da parte di numerosi ricercatori la sensibilità riguardo il futuro energetico dell'umanità, il cosiddetto problema energetico globale. Secondo modelli previsonali come ad esempio il modello di Hubbert, la produzione globale di petrolio potrebbe essere prossima o aver superato il picco di produzione mondiale. Se ciò si rivelasse vero, provocherebbe delle ripercussioni enormi e difficilmente prevedibili sull'economia, lo sviluppo e il sostentamento dell'umanità nei prossimi decenni (in particolare del mondo industrializzato, che maggiormente utilizza queste fonti), in quanto estremamente dipendenti dal petrolio. Una via di risoluzioni di tali problematiche sarebbe quindi l'emancipazione dall'utilizzo del petrolio come fonte energetica, investendo risorse, ricerca e fondi nello sviluppo di fonti alternative di energia, che attualmentericoprono una percentuale pari a circa il 20% della produzione energetica mondiale.
Alcune fonti energetiche alternative sono rappresentate da:
energia solare (sia attraverso centrali solari termiche che fotovoltaiche)
energia geotermica
energia idroelettrica
energia ricavata dalla biomassa e biogas (anche biodiesel, vedi olio di colza)