Breakthrough Energy, que se podría traducir como Energía Innovadora o Rompedora, es una coalición a la que se han unido la mayores fortunas del planeta para promover el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas, alimentación saludable así como transporte y construcción sostenible. Desde su creación en 2015, por iniciativa de Bill Gates y su esposa, Melinda, se han unido Jeff Bezos, fundador de Amazon; Michael Bloomberg, creador del grupo denominado como su apellido; Richard Branson, de Virgin; Mark Zuckerberg, de Facebook; y el inversor George Soros, entre otros particulares, empresas e instituciones.

Inyección de CO₂ en el hormigón. Carbon Cure ha desarrollado una tecnología que mineraliza el dióxido de carbono en el hormigón fresco mejorando sus cualidades y reconvirtiendo el gas en un elemento más del material de construcción sin que vuelva a liberarse a la atmósfera.

Campos magnéticos para la fusión. La fusión de dos núcleos atómicos ligeros forma un núcleo más pesado y libera gran cantidad de energía, pero solo a temperaturas extremas de cientos de millones de grados centígrados que no soporta ningún material sólido. Commonwealth Fusion System utiliza los campos magnéticos para mantener el plasma de partículas subatómicas y evitar el contacto con cualquier parte de la cámara donde se produce el proceso.

Ingeniería metabólica.Es una rama encaminada al diseño de nuevos organismosa medida para productos químicos o procesos de producción deseados, como biocombustibles o fármacos. Dynamic Metabolic Control (DMC) ha desarrollado una tecnología que reduce los costes y tiempos de los procesos.

Energía geotérmica. Trata de aprovechar el calor natural del interior de la tierra. Fervo Energy ha patentado una tecnología propia que permite el aprovechamiento de esta fuente.

Baterías. Form Energy y Malta (dos de las empresas apoyadas por Breakthrough Energy) desarrollan y comercializan sistemas de almacenamiento de energía de larga duración y bajo coste adaptable a cualquier infraestructura de generación. Quantum Scape se centra en baterías de estado sólido, una tecnología que utiliza electrodos y electrolitos sólidos, en lugar de los líquidos o poliméricos de las de litio-ion o polímero de litio.

Fertilizantes. Pivot Bio ofrece una solución para la fijación biológica de nitrógeno, que se adhiere a las raíces de las plantas y alimenta el cultivo diariamente sin lixiviación, volatilización o desnitrificación.Para ello recurren a mecanismos biológicos e inteligencia artificial.

Agua a presión. Es la propuesta de Quidnet Energy, que apuesta por el almacenaje de agua a presión que, al liberarse, la mueve hacia donde se quiera almacenar o a una turbina para generar electricidad. Utiliza yacimientos existentes y generadores convencionales alimentados con un circuito cerrado.

Agua potable del aire. Zero Mass comercializa unos paneles que utiliza la energía solar para generar agua a partir de la humedad del ambiente en un dispositivo instalado en el exterior.