Nicht nur bei einem Neubau stellt sich die Frage, welche Baustoffe für das Bauvorhaben genutzt werden sollen; ebenso ist bei der Sanierung darauf zu achten.
Es können grundsätzlich die gleichen Arten von Baustoffen bei der Sanierung wie im Neubau genutzt werden. Es lässt sich zwischen „organischen“ und „anorganischen“ Baustoffen unterscheiden. Die „organischen Baustoffe“ werden weiter eingeteilt in „nachwachsende“ (wie Holz) und „künstlich-synthetische“ Baustoffe (wie PVC). Zu den anorganischen Baustoffen zählen „metallische“ (wie Stahl) sowie „mineralische“ Baustoffe (wie Beton).
In der heutigen Betrachtung von Baustoffen spielt vermehrt die „graue“ Energie der Baustoffe eine Rolle. Diese setzt sich aus der benötigten Energie für Herstellung, Transport sowie Lagerung und Entsorgung eines Produktes zusammen. Bei der Betrachtung des gesamten Lebenszyklus nimmt also weiterführend auch die Recyclingfähigkeit und Abfallbeseitigung einen hohen Stellenwert ein. Die graue Energie umfasst dabei den nicht-erneuerbaren Primärenergiebedarf eines gesamten Gebäudes.
Die Sanierung von Gebäuden ist ein wichtiger Bestandteil des Klimaschutzes, denn Bau- und Rückbauabfälle beinhalten große Mengen an grauer Energie, die es zu erhalten gilt. Eine Sanierung mindert den Einsatz von neuen Produkten und Baustoffen im Vergleich zum Neubau; dadurch wird auch jede Menge graue Energie eingespart. Ein ganzheitlicher Ansatz der Gebäudebetrachtung muss also auch die graue Energie ins Auge fassen. Während bei den meisten Baustoffen eine enorme Menge an Energie und Ressourcen zur Herstellung eingesetzt werden muss, können nachwachsende Baustoffe als CO2-Senke fungieren. Metallische Baustoffe sind besonders energieintensiv bei der Herstellung, so dass diese etwa das 1.000fache an grauer Energie beinhalten als mineralische Baustoffe, welche ebenfalls etwa das 1.000fache an grauer Energie beinhalten als nachwachsende Baustoffe. Die Produktions- und Transportprozesse stoßen weniger CO2 aus, als in dem Baustoff selbst gespeichert ist. So kann der Baustoff „Holz“ als langfristige CO2-Senke genutzt werden; denn dieser verbleibt 50 – 100 Jahre oder gar länger (z.B. Fachwerkhäuser oder Almhütten) im Gebäude. Selbst danach kann Holz recycelt werden und in anderen Produkten wiederverwendet werden, bevor es schließlich thermisch verwertet wird und das gespeicherte CO2 wieder an die Umwelt abgibt.
Eine Sanierung stößt weniger als die Hälfte an CO2-Äquivalenten aus, als ein Neubau. Damit kann eine energetische Gebäudesanierung mit ökologischen Baustoffen das globale Erwärmungspotenzial (GWP) um ca. 70 Prozent senken. Damit wird deutlich, dass energie- und umweltschonende Materialien die Erreichung der Klimaneutralität begünstigen. Lässt sich ein Abbruch des Gebäudes nicht vermeiden, so sollten die einzelnen Baustoffe selektiv zurückgebaut werden. Hochwertige Stoffe können so verkauft und recycelt bzw. weiterverwendet werden (Kreislaufwirtschaft; zirkuläres Bauen).
Das langfristige binden von CO2 während der Nutzungsphase unterstützt den Klimaschutz dadurch, dass das enthaltene CO2 über viele Jahre hinweg nicht in die Atmosphäre gelangt. In dieser Zeit können nachwachsende Rohstoffe weiter CO2 aus der Atmosphäre binden, so dass die CO2-Konzentraion sinken kann. Zugleich werden dafür keine mineralischen oder metallenen Baustoffe benötigt, wodurch weniger CO2 emittiert wird.
Ebenfalls ist zu empfehlen, direkt zu Beginn der Planungen eine Bauweise mit langlebigen Materialien zu beabsichtigen sowie eine leichte Rückbaubarkeit der genutzten Produkte anzustreben, was im Falle eines Austauschs, ohne hohe Mehrkosten durch einen Aus- und erneuten Einbau erfolgen kann. Können die genutzten Baustoffe und Materialien am Ende ihres Lebenszyklus recycelt werden, wirkt sich dies positiv auf die Ökobilanz im Rahmen einer Lebenszyklusanalyse aus. Das bedeutet, es werden durch das Vorhaben weniger Treibhausgase emittiert bzw. Energie und Ressourcen effizienter genutzt.