Fossiiliset polttoaineet eli öljy, kivihiili, maakaasu ja turve ovat merkittävin ilmastonmuutoksen aiheuttaja. Maailmanlaajuisesti energiasektori kattaa yli 70% kaikista päästöistä.

Suomessa energiantuotannosta ja -kulutuksesta aiheutuu 75 % päästöistä. Luku on suurempi kuin maailmanlaajuisesti, koska meillä on kylmä ilmasto, pitkät välimatkat ja energiaa paljon käyttävää teollisuutta. Fossiiliset polttoaineet muodostavat merkittävän osan Suomen energiantuotannosta ja uusiutuvat energiamuodot ovat vähemmistössä. Siirtyminen fossiilisista polttoaineista uusiutuvaan energiaan on ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta tärkeää. Etenkin kivihiilestä ja turpeesta luopumisella on kiire. Suomen nykyinen hallitus on päättänyt luopua kivihiilestä voimalaitoksissa vuoteen 2030 mennessä. Turpeen suhteen päättäjät ovat olleet kankeampia toimimaan.

Uusiutuvia energiamuotoja ovat aurinkoenergia, tuulivoima, vesivoima, maaperän varastoima lämpö ja biomassat. Niillä tuotetaan Suomessa tällä hetkellä noin neljäosa energiasta. Energiatehokkuuden lisääminen ja hukkalämmön talteenotto ovat siirtymän ohella tärkeässä roolissa. Bioenergiasta puhutaan paljon fossiilisten korvaajana. Talvien lämmöntarpeen kattamiseksi sillä voi olla osuutensa kokonaisuudessa, mutta kaiken fossiilisen energian korvaamiseen biomassajakeet eivät ole ilmaston tai luonnon kannalta kestävä ratkaisu. Siirtymässä uusiutuvaan energiaan on huomioitava oikeudenmukaisuus – se, että fossiiliteollisuudessa työskennelleet löytävät uusia työpaikkoja, ja että siirtymän kustannukset eivät kohdistu pienituloisiin.

Moni kehittyvä maa kuten Kiina ja Intia ovat tehneet merkittäviä sijoituksia uusiutuvaan energiaan. Intian tavoitteena on olla kolmanneksi suurin aurinkoenergian tuottaja maailmassa. Parhaillaan rakennetaan aurinkoenergiaa niin paljon, että auringon paistaessa se tuottaa sadan ydinvoimalan verran sähköä. Kiinasta puolestaan on tullut maailman suurin uusiutuvaan energiaan investoija. Maassa keskeytettiin juuri sadan suuren hiilivoimalan rakentaminen, ja hiilidioksidipäästöjen kasvu on ollut muutaman vuoden pysähdyksissä.