採用非常傳統的太陽能電池板+充電電池，不過還有熱源保溫。
這種技術從人類歷史上第一個月球車（1970年）、蘇聯的月球車一號（Lunokhod 1）就開始了，上圖中藍色的就是太陽能電池板，肚子裡裝的有電池和熱源（圖自Petar Milošević）。太陽能電池板工作，電池充能，對於嫦娥三號和玉兔來講，也是如此，這是主要能源。
他們側面都有太陽能電池板。
不過月球有非常奇葩的一點：被地球潮汐鎖定，它的一年（圍繞地球公轉）等於一天（自轉）。因而月球上半年/天是白天，半年/天是黑夜，一輪就是一個月，大概28天，月球正面和背面都是如此。
在白天時，月球上太陽能極其充沛，太陽能電池板充能，所有系統工作。晚上沒辦法，只能冬眠。
但這就涉及一個重要問題：晚上溫度太低了，儀器有可能凍壞，畢竟那是零下180攝氏度的超低溫，需要保溫。但是如果直接用儲備下來的電能去給儀器保溫，非常不現實，太浪費。
於是就會使用小型的放射性同位素去保溫，最經典的就是鈈-238同位素，它會不斷衰變不斷釋放熱量，半衰期達到88年之久。
如果把熱量收集起來，用一個熱電轉換器，就能獲得電能，成為著名的放射性同位素電機，或者傳說中的核電池。很多著名的探測器，例如先鋒10/11，旅行者1/2，維京海盜1/2，好奇號火星車，都靠這個核電池度日，因為它們面對的情況是太陽能根本不夠。
雖然這種核電池非常貴，按照每公斤千萬美元計，但沒得選也需要硬著頭皮上。
而對於月球探測，並沒有必要依靠核電池產生電能，太陽能足夠，只用核能保暖即可，嫦娥三號，玉兔號月球車，都是這種方案。嫦娥四號也使用了放射性同位素電機作為能量來源，不僅起到保溫效果，這套系統還是很成熟的，嫦娥三號任務時，雖然玉兔號不幸中途出了故障無法行動，但它和嫦娥三號探測器本身卻早在2016年（地球年），就成為人類在月球表面工作時間最長的月球車和探測器。按照月球曆法的話，它們工作幾十年後才謝幕。
可能是因為覺得嫦娥四號和地球之間被月球遮擋，問題是太陽並不會被擋住，所以當然還是可以使用天陽能電池板作為所謂的一次電源，然後在日照期間給電池充電。由於月影期很長，半個月，電池的能量無法支撐所有設備運轉，所以就必須關閉大部分儀器，只保留最必須的控制系統，然後在下一個月球白天到來時，重新喚醒探測器。
實際上月球雖然距離地球的平均距離達到38萬公里，但相對太陽，這個距離其實沒啥變化，所以太陽能密度也很接近。真正的深空探測，越到太陽系邊緣，能源的獲取問題就成為大問題。正因為如此，許多深空探測器，比如卡西尼號，就使用了同位素發電機，卡西尼的電力是由32.7千克鈈-238提供，把放射性衰變熱能轉化成電能。在巡航期間，惠更斯的電力也由卡西尼提供；分離後則使用化學電池。放射線同位素電機不僅可以用來發電，衰變過程中產生的熱還可以用來幫助探測器渡過寒冷的月夜，這麼做比直接用電池儲存的電能取暖經濟的多。
下面稍微扯得遠一些，聊一聊星際旅行的能源和動力問題。
人類真正要去遙遠的太空旅行，動力問題是首先需要解決的關鍵問題。航天發展這麼多年，關於如何在太空旅行中獲得能量併產生為有效的推力，一直是科學家和航天工程師大開腦洞的好地方。雖然大家產生了很多新想法，每過幾年，還會開一次學術會議討論這個問題，但基本都停留在紙面上，NASA雖然贊助過比如核動力推進的試驗，但也都算不上成功。
星際推進技術問題具體來說就是用何種燃料、如何獲得燃料以及燃料如何轉化為動力。目前看來，最靠譜的未來推進技術主要是離子推進和太陽帆推進技術。
等離子推進的基本原理非常簡單，就是利用電磁場加速中性氣體，高速推出，產生推力。這種技術實際上已經成為現實，在許多航天器上都有使用，但主要的問題是目前能夠實現的推力很小，很適合用於在軌航天器的軌道控制，但是用它來推動一艘巨大的星際旅行飛船還不現實。
等離子推進
太陽帆推進技術的源頭最早可以追溯到儒勒凡爾納1865年的科幻小說《從地球到月球》，到20世界20年代，齊奧爾科夫斯基和戈達德都認真分析過太陽帆推進的可能性。它的基本原理是利用太陽光作用於一個巨大的船帆，由於光子都有一定的動量，當光子撞在帆上被吸收時，按照動量守恆原理，帆就會獲得動量增量，這就是光的壓力，從而產生持續的推力。2010年發射的日本“伊卡洛斯”號金星探測器首次使用太陽帆推進的航天器，14平方米的太陽帆能夠得到約0.2g的推力。別小看這麼小的推力，因為沒有重力和空氣阻力，而且幾乎不需要再額外消耗燃料，只要還在天陽系內，“伊卡洛斯”號就可以持續獲得加速。後來的隼鳥號探測器也通信使用了太陽帆推進技術。
太陽帆推進
雖然太陽帆推進技術已經被驗證可行，但將其實際應用於規模大很多的載人飛船，仍然充滿挑戰。
可控核聚變推進的概念早在1955年就由丹德里奇-科爾提出，這一構想的基本思路是在火箭底部不斷引爆一個個的小型核彈，然後利用爆炸產生的後坐力推動火箭。這個想法的學術名字叫做核脈衝式火箭，雖然聽上去驚世駭俗，而且簡單粗暴，不過NASA還是認真考慮了這一思路，並且用常規炸藥做了試驗，後來被放棄。
除了這些理論上靠譜的未來推進技術，還有許多科學家大膽設想了一些更加超前的概念設計，這些方案還僅僅停留在理論探索的範疇，在可預見的未來都看不到工程實現的可能。其中最酷的要算物理學家阿庫別瑞在1994年的論文中提出的“曲速引擎”。曲速引擎的基本思路是在一艘足球狀的飛船四周構造一圈巨大的環形裝置，使飛船外部產生一個圍繞自身的彎曲時空，也就是“曲速泡”。如果讓飛船前方的空間收縮而後方的空間擴張，飛船就可以一個區間內乘著波動前進。相當於船本身不動，而是曲速泡帶著飛船前進。
因為飛船本身處於沒有扭曲的平坦時空中，這樣就可以在不違背廣義相對論光速恆定原理的基礎上，讓飛船超光速飛行。有物理學家聲稱曲速引擎可以達到10倍光速。雖然阿庫別瑞的理論在數學上成立，但是曲速引擎的實現需要負能量，這可就讓工程師們無從下手了。這種負能量也叫做“奇異物質”，雖然理論上可以存在，但畢竟現在還沒有任何關於負能量在宇宙中存在的直接證據。在著名的系列科幻電視劇《星際迷航》中的NCC-1701“企業號”飛船，就號稱是使用了曲速引擎的從而實現超光速星際飛行。
NCC-1701“企業號”飛船
相比起來，穿越蟲洞的星際旅行技術就比上面各種千奇百怪的推進技術省事多了。當然，穿越蟲洞更像是走了一段宇宙中的捷徑，即使可行，二者也不能互相替代。
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