Empreender e inovar com foco no desenvolvimento sustentável é primordial para as empresas contemporâneas. A diversificação da matriz energética por meio de energias renováveis pode primar para a competitividade das organizações. Neste contexto, o estudo tem como objetivo analisar a relação entre empreendedorismo e inovação, por meio da sustentabilidade, bem como os impactos proporcionados a partir da utilização de fontes renováveis de energia por cinco empresas localizadas no Estado do Rio Grande do Norte. A metodologia utilizada foi a pesquisa qualitativa, de natureza exploratória, a partir do estudo de casos múltiplos.Os resultados destacam que há relação direta entre empreendedorismo e inovação na tomada de decisão quanto à opção pelo uso de energias renováveis por parte das empresas, conforme as dimensões de sustentabilidade ambiental, contribuindo com a dinâmica da diversificação da matriz energética. As empresas obtiveram redução de custos operacionais, aumento da competitividade dos empreendimentos, o que se amplia em função do ganho de imagem perante a sociedade em que atuam.