Наибольшая доля производства электроэнергии в мире принадлежит тепловым электростанциям (ТЭС). Основными источниками топлива для ТЭС являются уголь, мазут и природный газ. ТЭС работают на основе преобразования тепловой энергии в электрическую. Это происходит за счет сжигания топлива, что выделяет тепло. Полученное тепло используется для выработки пара под высоким давлением, который в свою очередь приводит в движение турбины, связанные с генераторами.
ТЭС обладают высокой гибкостью в управлении выработкой энергии, что позволяет оперативно увеличивать или уменьшать мощность в зависимости от потребностей энергосистемы. Это одна из причин, по которой доля ТЭС в общемировом энергобалансе остается значительной, несмотря на увеличивающуюся долю возобновляемых источников энергии и стремление к снижению выбросов углекислого газа.
Гидроэлектростанции (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС) также вносят значительный вклад в мировое производство электроэнергии, однако их доля меньше, чем у ТЭС. Солнечные электростанции (солнечные ЭС) развиваются очень стремительно, но их доля в общемировом производстве электроэнергии по-прежнему относительно маленькая, хотя и продолжает расти.