数据中心相比普通楼宇，具有高得多的能耗强度。以数据中心的运行成本来看，以电力为代表的能源成本已接近50%。根据Frost&Sullivan测算，中国2011年数据中心用电530亿kWh，占全国总用电量的1.1%。而随着数据中心数量及运行强度的增加，若能耗效率维持目前水平，其能耗在2015年将达到1122亿kWh，占总用电量的1.7%。
根据《通信行业十二五规划》国内绿色数据中心的标准将在十二五期间出台。目前国际上普遍的理解是，绿色数据中心是在传统的数据中心架构基础上，通过先进的技术和方案以达到最高能效以及最低的环境影响。绿色数据中心通过充分利用虚拟化和云计算等最新信息技术，满足企业数据安全标准并具有智能管理系统。从绿色数据中心的实现途径来看，主要有提高能效水平以及利用绿色能源两方面。下面将分别介绍这两大实现途径以及在中国市场面临的挑战。
绿色数据中心实现途径一–提高能效水平
业内常用PUE(PowerUsageEffectiveness)作为数据中心的能效指标来评价数据中心是否高效。PUE为数据中心总能耗与IT设备总能耗之比，PUE值越低，能效越高,说明更多的能源被用于IT设备来执行数据中心功能。绿色数据中心必须是高效的数据中心，其PUE通常低于1.6，有的甚至低至1.3。由于大量低能效水平的小型数据中心存在，我国数据中心的能效水平相比欧美发达国家偏低，在2.0-2.5范围内。以PUE为2的数据中心为例，IT设备是数据中心能耗的主要部分，占到50%，空调设备占到40%，配电系统占据剩下的10%。若要达到绿色数据中心的标准，除了要应用高效节能的IT设备外，通过一系列节能措施降低空调系统和配电系统的能耗也极为关键。
提高能效的方法主要有以上九种。数据中心作为一个整体，运营商需要测量各装置以了解用电情况，同时还需要对各运行装置进行不断监视并及时调整。对于IT设备，运营商可通过虚拟化来使服务器利用率达到最大化，通过删除重复多余的数据来释放存储容量。对于空调系统，运营商需要避免冷却过头浪费能源的情况，运营商需要合理设计空间布局、改进热隔离、尽可能利用自然冷却来节省能源和空间。对于配电系统，建议尽量减少电力交换损耗。
绿色数据中心实现途径二–利用绿色能源
随着数据中心的爆发式增长，仅仅通过节能已不够缓解节能减排的压力。选择绿色能源作为数据中心的电力来源，承担更多的社会责任，已成为数据中心发展的新趋势。尤其在欧美发达国家，数据中心运营商已不仅仅停留在提高能效这一途径，而开始利用绿色能源，如风能、太阳能、水能等作为绿色数据中心的电力来源。以美国市场为例，各大型IT公司都开始重视绿色能源的利用，雅虎和谷歌作为绿色能源利用的先行者，不断加强在选址以及绿色能源利用的投资，截止2011年其绿色能源占整个电力消耗比例中分别为56.4%和39.4%。而较为老牌的IT企业如IBM，亚马逊、苹果，数据中心的建设较早未考虑到电力来源的问题，绿色能源在整个供电结构中占比较低，分别在12.1%,13.5%,15.3%。另外，作为拥有8亿多在线用户的全球最大的社交网络，facebook的绿色能源占比为36.4%，并且已加大绿色能源的投资，其新建的位于瑞典的数据中心所消耗的电能100%来自风力发电。
利用绿色能源，把数据中心建设在绿色能源丰富地区，如风能丰富的内蒙古地区，是业内公认的美好愿景，但其发展面临着无法避免的困难和挑战。首先，统一的电价缺少经济激励。在我国，电价统一，无法将来自绿色能源的电与普通燃煤电厂的电区分开来。对于数据中心运营商来说，即使把数据中心建造在内蒙古，消耗来自风能的绿色能源，却也只能接受国家电网统一的电价，而不能享受优惠的绿色能源电价。其次，从资产管理和设备维护的角度，大多数运营商不倾向于把数据中心建造得太偏远。除了那些大型企业，如三大电信运营商、华为、腾讯等，很少有运营商可以做到工作人员可在一两个小时达到现场。而对于银行等可靠性要求更高的数据中心，机房与总部分离更是不现实的情况。最后，远距离数据中心其实是一个云的概念，在美国较为成熟，但在中国还是非常新兴的概念，缺乏相应的技术和设施。