能源转换是改变能源物理形态的能源生产。一般指化石燃料、水能等一次能源直接或间接转变为电能、热能、汽油、煤油、柴油、煤气等二次能源。例如，水的势能使水轮机运转，水轮机带动发电机而转变为电能；煤通过燃烧转换为热能，热能产生蒸汽驱动汽轮机转换为机械能，再带动发电机转换为电能。转换后的二次能源比一次能源具有更高的终端利用效率，使用时更方便、更清洁。在有热转换的过程中，不可避免地会伴有转换损失。例如，用一定量的煤来发电时，煤的有些能量将残存在未燃尽的煤粒中，有些将以热的形式从烟囱中损失掉或成为锅炉或蒸汽管道的辐射热而散发掉，有些以废热的形态失去，有些成为摩擦损失，剩下的部分转变为电能。所有这些能量加在一起等于煤完全燃烧所应释放的能量。
一次能源是从自然界取得的能源，如流过水坝的水，采出的原油、原煤、天然气和天然铀矿等。能够直接用作终端能源（即通过用能设备供消费者使用的能源）使用的一次能源是很少的。天然气是少数几种可作为终端能源使用的一次能源之一。
大部分一次能源转换成二次能源。二次能源是用途极广的能源形态，例如电力和汽油。使用不便的二次能源有木炭。为了供应适合消费者需要的能源，必须转换成为容易运输、分配并在各种设备中使用的形态，这就是趋向于形成能源供应网的原因，特别是电力、燃气和区域供热网更是如此。液体燃料也趋向于建立分配网，以便于储存、携带和运输，最好的例子是汽油和柴油。 一次能源转换成二次能源有不同的方法。
