بسیاری از کشورها برای تأمین انرژی شان، بیشتر بر زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی متکی هستند اما وابستگی به سوخت های فسیلی یک مشکل بزرگ به همراه دارد.  ولی زمانی فرا می رسد که استخراج باقی مانده آن بسیار گران تمام خواهد شد.

انرژی در شکل های مختلفی در جهان وجود دارد. گرما (انرژی گرمایی)، نور (انرژی تابشی)، انرژی مکانیکی، انرژی الکتریکی و انرژی هسته ای. این شکل های مختلف انرژی در نتیجه فرایندهای مختلف فیزیکی مانند حرکت فوتون ها در نور یا ترکیب مولکول ها در یک فرایند شیمیایی ایجاد می شوند.

   انرژي حرارتي که در پوسته جامد زمين وجود دارد، انرژي زمين گرمايي ناميده مي شود. مرکز زمين منبع عظيمي از انرژي حرارتي است که به شكل هاي گوناگون از جمله فوران هاي آتشفشاني، آب هاي گرم و يا بواسطه خاصيت رسانايي به سطح آن هدايت مي شوند. طبق فرضيه هاي موجود، زمين توده اي آتشين بوده که بيش از ٤ ميليارد سال پيش شكل گرفته و بتدريج به انجماد و سردي گراييده است و اين سرد شدن همچنان نيز ادامه دارد.

   انرژی نو یا انرژی جایگزین به آن دسته از انرژی‌ها گفته می‌شود که برای تولیدشان از منابع بدون کربن استفاده می‌گردد؛ مانند انرژی خورشیدی، انرژی بادی، انرژی دریایی، زمین گرمایی، نیروگاه‌های آبی و کربن خنثی مانند زیست توده.

 فناوری نانو در زمینه تهیه منابع انرژی شامل فتوولتاییک، انرژی باد، انرژی زمین گرمایی ، انرژی آب، انرژی باد، انرژی زیست توده، سوخت فسیلی و انرژی هسته ای به شرح زیر قابل استفاده است:

مبدل حرارتی زمین-کوپل، مبدل حرارتی زیرزمینی است که می‌تواند گرمای زمین را مهار و/یا آن را به زمین پراکنده کند. این مبدل‌ها از دمای ثابت نزدیک زیر زمین برای گرمایش یا سرمایش هوا یا دیگر سیالات برای کاربری ساکنین، کشاورزی یا صنعت استفاده می‌کنند. اگر هوای ساختمان از مبدل حرارتی برای تهویه بازیابی حرارت دمیده شود، به آن‌ها در اروپا لوله‌های زمین (همچنین با نام لوله‌های سرمایش زمین یا لوله‌های گرمایش زمین شناخته می‌شوند) و در آمریکای شمالی، مبدل‌های حرارتی هوا-زمین (EAHE یا EAHX) گفته می‌شود.

نیروگاه‌های زمین‌گرمایی یا ژئوترمال به واحدهای تبدیل انرژی گفته می‌شود که انرژی خود را از طریق سیال گرم شده از طریق عبور از میان لایه‌های پوسته زمین به دست می‌آورد. اگر نیروگاه‌های زمین گرمایی را با سایر نیروگاه‌های انرژی‌های نو مقایسه کنیم مشاهده می‌کنیم که نیروگاه‌های زمین‌گرمایی به دلیل بالا بودن ضریب دسترسی (85% زمان در سال)، در جهان از اهمیت فراوانی برخوردارند و از این نوع نیروگاه‌ها می‌توان به‌عنوان بار پایه شبکه استفاده نمود.

   انرژی حرارتي موجود در زير پوسته زمين، انرژی زمین‌گرمایی ناميده مي‌شود. در حقيقت زمين منبع عظيمی از انرژي حرارتی است كه اين حرارت به طريقه‌های متفاوتي از جمله فوران‌های آتش‌فشانی، آب‌های موجود در سیستم‌های زمین‌گرمایی و يا بواسطه خاصيت رسانايي بخش‌های دروني به سطح زمين هدايت مي‌شود.

سيستم سرمایشی- گرمایشی GHP تهویه مطبوع با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، صرفه جوئی انرژی بين ۵٠ تا ٧٠ درصد در مقایسه با کولرگازی و بخاری برقی ایجاد می کند.

انرژی زمین گرمایی، انرژی موجود در عمق زمین است که از انرژی خورشیدی که در طول هزاران سال در داخل زمین ذخیره شده و همچنین فروپاشی یا زوال ایزوتوپ های اورانیوم رادیو اکتیویته،توریم و پتاسیم در طی سالیان دراز در عمق زمین نشات گرفته است که عمدتا در نواحی زلزله خیز و آتشفشانی جوان و صفحات تکتونیکی زمین متمرکز شده است .