在人类进化的过程中，多种多样的能源利用不仅为人类提供了必需的动力，而且对自然的认识和改造具有重要的意义。特别是进入20世纪，人类能源的消费增长迅速，规模空前的能源的开发利用对社会经济的发展产生了极大的作用。在这个过程中，人们对能源的认识也大大深化了。一方面，随着人们对微观世界的认识，在新材料的开发上取得的进步，增加了可利用的能量的种类，像地热能、原子能和太阳能等；另一方面，随着能源技术的不断进步，大大提高了人们对能源利用的效率，使一些传统能源放出更大的能量。
在科学上，我们经常使用“能量”这个概念。它包括热能、机械能、化学能、电能、辐射能、核能。它是19世纪初被物理学家提出来的。到19世纪中叶，物理学家们通过实验和理论的研究，进一步将能量概念精确化，并提出了能量转换与守恒原理，使人类对物质世界的运动有了更深的认识。因此，能量转换与守恒原理的确立，被誉为19世纪的三大发现之一。
人们使用的能量均来自于能源。能源就是能量之源，即能量的资源。这种资源的形式可以是物质，如石油、煤炭、天然气、铀、钍等。也可以是物质的运动，如水流(河流、海流、海浪等)、气流(风)、地热、(太阳)辐射能等。
为了对能源进行研究和利用，首先要对能源进行适宜的分类。由于人们是从不同的角度认识能源的，所以就形成了不同的分类。
首先，根据能源的形成条件，我们将能源分为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。它们包括柴草、原煤、石油、油页岩、天然气、核燃料、水流、风力、海浪和潮汐、地热、太阳能等。这些能源多为天然的，故而也被称为“天然能源”。
二次能源是人工加工后形成的能源。它们通常是从一次能源加工取得的能源，如电能、蒸汽和热水、煤炭制品(焦炭、煤气等)、石油制品(汽油、煤油、柴油等)、酒精和甲醇、氢气和液氢等。这些能源也被称为人工能源。
其次，根据能源利用的反复性，一次能源还可再分为可再生能源和非可再生能源。
可再生能源是可反复利用和不断产生的能源，如太阳能、风能、水能、海洋能、生物质能等。由于它的可再生性，这种能源可供人类长期使用，保证了人类能源利用的可持续性或永续性。
非可再生能源是一次利用后就不能再生的能源，如石油、原煤、天然气、铀等。随着人类的不断开采和利用，总有一天，非可再生能源会枯竭殆尽的。
再次，随着能源技术的不断进步，人们还对能源提出了一个相对的划分方法，即常规能源和新能源。
常规能源是指技术非常成熟的、可以大规模生产和广泛使用的能源，如石油、煤炭、天然气、水电等。从人们对这些能源的熟悉程度可以看出，将它们称为传统能源是很恰当的。
新能源是指正在开发和研究，或使用较少的能源，如太阳能、核燃料、地热能、海流能、风能、氢能、潮汐能、沼气等。
第四，由于能源的利用过程对人类生存环境产生了极大的影响，因此根据其影响可将能源划分为清洁能源和非清洁能源。
清洁能源是能源释放能量之后，其伴随的污染极小或无污染，如太阳能、水能、海流能、潮汐能、风能，以及一些气体燃料。
非清洁能源是对环境造成污染较大的能源，如煤炭、石油、油页岩、核燃料等。
最后，按能源的使用性质，还可将能源分为燃料能源和非燃料能源。所谓燃料能源是指可作为燃料使用的能源，通常将它们分为3类：矿物燃料，包括煤炭、石油、天然气等；生物燃料，包括木头、柴草、藻类、沼气、有机废物等；核燃料，包括铀、钍、钚、氘、氚等。除了核燃料利用的是原子能之外，矿物燃料和生物燃料使用的都是化学能。非燃料能源是不能作为燃料的能源，它们不是通过燃烧取得能量的，如蒸汽、电能、太阳能、风能、水能、地热能等；其能量形式较多，如机械能、热能、电能、光能等。
一般来说，在当今利用的能源中仍然是以常规能源为主，但常规能源多为不可再生能源。在近几百年世界经济的发展过程中，常规能源消耗甚大，因而造成了能源匮乏。所谓能源匮乏就是由于常规能源的过度消耗而造成的。所以，我们一方面要加强新能源的研究与开发，大力推进新能源的利用；另一方面还要加强对常规能源的技术研究，提高能源利用的效率，减少对环境的污染，保护人类的生存空间。
此外，由于许多能源还是重要的工业原料，像石油、天然气、煤炭可以生产出塑料、润滑油、化学纤维等产品，烧掉它们是非常可惜的。如果再燃烧不充分而造成污染，那才真是“败家子”呢！所以，节约能源是非常重要的研究课题。所谓节约，除了采用技术上可行和经济上合理的各种措施之外，改变人们的生活方式和增强人们的勤俭意识也具有重要的作用。我们的目标是以最小的能源消耗来满足人类生产和生活的需要。
