Come abbiamo detto la Terra riceve dal Sole una potenza di "solo" 172500 TW, tuttavia non tutta la radiazione solare incidente viene assorbita dalla Terra, parte di questa (circa il 29%), infatti, viene riflessa dall'atmosfera e dall'Idrosfera (l'insieme delle acque del nostro pianeta) verso il Sole e lo spazio siderale per una potenza complessiva di 50000TW.
Per questi motivi l'energia mediamente fornita dal Sole alla Terra risulta possedere un potenziale di 122500 TW (71% della potenza incidente), che è enormemente superiore alla potenza generata artificialmente dal genere umano (circa 10 TW).
Le due sorgenti esterne, Sole e Luna, nella loro interazione con la Terra, inducono una serie di flussi energetici all'interno del sistema Terra stesso, che rappresentano le fonti rinnovabili di energia sfruttabili in concreto.
Analizzando il bilancio energetico del pianeta Terra in assenza di interferenze causate dalle attività umane, possiamo notare che:

1. La fonte rinnovabile più importante è la radiazione solare che arriva sulla superficie terrestre, ovvero il 47% della radiazione incidente, pari a più di 80000 TW; tuttavia buona parte della radiazione incidente, cioè il 37,9%, è ricevuta dalla superficie coperta dalle acque e, quindi, è difficilmente sfruttabile.
   Per tali motivi il potenziale reale, escludendo l'energia assorbita dalla biosfera, si riduce al 9%, pari a circa 15600 TW.
   Tale potenziale, estremamente interessante per la sua magnitudine e la sua ubiquità, è sfruttabile per conversione diretta in altre forme secondarie di energia, tramite apparati come i collettori fotovoltaici (conversione della radiazione elettromagnetica in energia elettrica convogliata) ed i collettori termici (conversione della radiazione elettromagnetica in energia termica).
   In concreto, tuttavia, la possibilità di sfruttare questa fonte dipende dagli aspetti tecnologici ed economici relativi ai sistemi di conversione;
2. L'1% circa della radiazione extraterrestre incidente genera e sostiene, con il contributo della rotazione terrestre, il moto delle masse d'aria atmosferiche, cioè i venti, per un potenziale eolico complessivo di circa 1200 TW; di conseguenza la potenza dei venti rappresenta un'altra fonte rinnovabile di un certo interesse almeno per le zone in cui i valori medi locali risultano stabili e significativi;
3. Lo 0,1% della radiazione elettromagnetica incidente viene invece "assorbita" dalla biosfera, di cui circa 30 TW vanno a sostenere la vita negli oceani e 100 TW le biomasse (l'insieme del mondo vegetale terrestre).
   Sembra che soltanto una piccola parte di tale potenziale (tra 1 e 2 TW), possa essere utilizzato per la conversione in energia secondaria, senza provocare a lungo termine danni ambientali ed ecologici rilevanti;
4. Una minima parte del potenziale eolico, per interazione dei venti con la superficie delle acque marine, viene trasferita a queste ultime, per generare e sostenere il moto ondoso; l'energia delle onde, completamente dissipata in natura, rappresenta una fonte rinnovabile con un potenziale di circa 3 TW, anche se difficilmente sfruttabile in modo economico ed estensivo;
5. Le maree come fonte rinnovabile hanno un potenziale teorico corrispondente a circa 3 TW, ma difficilmente sfruttabile, salvo che per quantità modeste in zone particolari, risulta quindi di scarso interesse generale;
6. I fiumi dissipano mediamente un potenziale idraulico di circa 6 TW, che pur non essendo elevato in assoluto, rappresenta una fonte interessante per le sue caratteristiche naturali di alta concentrazione.
   Probabilmente è possibile sfruttare in modo conveniente dal punto di vista economico circa 2 TW di tale potenziale, le cui maggiori fonti ancora non utilizzate sono localizzate nei bacini imbriferi dell'Asia, dell'America Meridionale e dell'Africa;
7. Un'altra fonte rinnovabile è lo sfruttamento dei gradienti termici oceanici, cioè il potenziale termico fornito dalle differenze di temperatura riscontrabili tra acque superficiali e acque profonde, per effetto di quel 37,9 % della radiazione solare incidente che viene assorbita dall'idrosfera.
   Nell'ipotesi di uno sfruttamento limitato agli oceani tropicali è stato calcolato un potenziale termico di circa 150 TW.

Oltre le due sorgenti esterne, Sole e Luna, sulla Terra esiste un'altra sorgente che da origine in qualche modo a fonti energetiche rinnovabili, di secondaria importanza in confronto a quelle già citate, ma non trascurabile se considerata su base locale e per le conseguenze che implica.
Si tratta del genere umano e le fonti rinnovabili sono i rifiuti che produce: rifiuti urbani, rifiuti industriali, liquami; a questi ultimi vanno ad aggiungersi i liquami di fonte animale.
È possibile trattare questi rifiuti in modo da convertire l'energia che contengono (principalmente di tipo chimico) in forme di energia secondarie utili.