在人類進化的過程中，多種多樣的能源利用不僅為人類提供了必需的動力，而且對自然的認識和改造具有重要的意義。特別是進入20世紀，人類能源的消費增長迅速，規模空前的能源的開發利用對社會經濟的發展產生了極大能量的種類與轉換的作用。在這個過程中，人們對能源的認識也大大深化了。一方麵，隨著人們對微觀世界的認識，在新材料的開發上取得的進步，增加了可利用的能量的種類，像地熱能、原子能和太陽能等；另一方麵，隨著能源技術的不斷進步，大大提高了人們對能源利用的效率，使一些傳統能源放出更大的能量。
在科學上，我們經常使用“能量”這個概念。它包括熱能、機械能、化學能、電能、輻射能、核能。它是19世紀初被物理學家提出來的。到19世紀中葉，物理學家們通過實驗和理論的研究，進一步將能量概念精確化，並提出了能量轉換與守恒原理，使人類對物質世界的運動有了更深的認識。因此，能量轉換與守恒原理的確立，被譽為19世紀的三大發現之一。
人們使用的能量均來自於能源。能源就是能量之源，即能量的資源。這種資源的形式可以是物質，如石油、煤炭、天然氣、鈾、釷等。也可以是物質的運動，如水流（河流、海流、海浪等）、氣流（風）、地熱、（太陽）輻射能等。
為了對能源進行研究和利用，首先要對能源進行適宜的分類。由於人們是從不同的角度認識能源的，所以就形成了不同的分類。
首先，根據能源的形成條件，我們將能源分為一次能源和二次能源。
一次能源是自然界中可以直接利用的能源。它們包括柴草、原煤、石油、油頁岩、天然氣、核燃料、水流、風力、海浪和潮汐、地熱、太陽能等。這些能源多為天然的，故而也被稱為“天然能源”。
二次能源是人工加工後形成的能源。它們通常是從一次能源加工取得的能源，如電能、蒸汽和熱水、煤炭製品（焦炭、煤氣等）、石油製品（汽油、煤油、柴油等）、酒精和甲醇、氫氣和液氫等。這些能源也被稱為人工能源。
其次，根據能源利用的反複性，一次能源還可再分為可再生能源和非可再生能源。
可再生能源是可反複利用和不斷產生的能源，如太陽能、風能、水能、海洋能、生物質能等。由於它的可再生性，這種能源可供人類長期使用，保證了人類能源利用的可持續性或永續性。
非可再生能源是一次利用後就不能再生的能源，如石油、原煤、天然氣、鈾等。隨著人類的不斷開采和利用，總有一天，非可再生能源會枯竭殆盡的。