כאשר מדברים על "מקורות אנרגיה", יש לזכור כי אנרגיה אינה "נוצרת" (ראה פרק 1), ולכן אין לה מקור.

למרות זאת מקובל השימוש במושג "מקורות אנרגיה", כדי לציין מהיכן מגיעה האנרגיה הזמינה לשימוש האדם. המושג הנכון הוא "משאבי אנרגיה", או "המרות אנרגיה", מהצורה בה הייתה האנרגיה לפני, לצורה בה נמצאת האנרגיה אחרי.

למרות זאת, נשתמש במושג המקובל בלשון העברית, כאשר תמיד יש לזכור את ההערה שציינו בשורה מעל.

מקורות האנרגיה הנדונים בפרק זה הם:

3.1 דלק מחצבי (פוסילי): נפט גולמי, פחם, גז טבעי, פצלי שמן (בטומן).
3.2 ריאקציות גרעיניות כמקור לאנרגיה.
3.3 אנרגיה כימית (מימן, תאי דלק).
3.4 אנרגיה מביומסה.
3.5 אנרגיה גיאותרמית.
3.6 אנרגיית שמש: דוד שמש, תנור שמש, מגדל שמש, בריכת שמש. תאי שמש.
3.7 אנרגיית רוח.
3.8 אנרגיה הידרו חשמלית (הפרשי גובה).

כאשר מדברים על מקורות אנרגיה לשימוש האדם, יש להפריד בין מקורות אנרגיה מתכלים (שיספיקו לזמן קצוב), לבין מקורות אנרגיה מתחדשים.

בשם מקורות אנרגיה מתכלים (נגמרים), נכללים אותם מקורות אנרגיה הנחצבים מקליפת כדור הארץ. ביניהם ניתן לכלול את הנפט הגולמי, הפחם, הגז הטבעי, והאורניום המשמש כדלק לכורים גרעיניים. קיימת הטעיה, של אלו הטוענים כאילו דלק ביקוע גרעיני הוא מקור אנרגיה מתחדש, ונדון בנושא בסעיף על התגובות הגרעיניות.

בשם מקורות אנרגיה מתחדשים, כוללים את המקורות המבוססים בעיקרם על אנרגיית השמש, ועל תהליך המיזוג הגרעיני. בין המקורות המתחדשים ניתן למנות את הביומסה, אנרגיית הרוח, המרה ישירה של אנרגיית השמש לחום, המרה ישירה של אנרגיית השמש לחשמל (תאי שמש), אנרגיה הידרואלקטרית, אנרגיה גיאותרמית, וכו'. ההגדרה של מקור אנרגיה מתחדש היא שהוא אינו נגמר, וכן שאינו גורם נזק לסביבה, כך שניתן להשתמש בו ללא מגבלות.

אחת הבעיות הקשות העומדות בפני האנושות בתחילת המילניום השלישי, היא הקטנת השימוש במקורות האנרגיה המתכלים, והגברת השימוש במקורות האנרגיה המתחדשים.

למעשה, כמעט כל מקורות האנרגיה העומדים לרשות האדם בכדור הארץ, מקורם בשני מקורות בסיסיים:

• השמש (שאף בה מקור האנרגיה הוא בריאקציות של מיזוג גרעיני המתרחשות בתוך השמש).
• אנרגיה גרעיניות של התפרקויות רדיואקטיביות בתוך כדור הארץ.
• קיים גם מקור נוסף של תופעת הגאות והשפל, הנובעת מכוח המשיכה של הירח בסיבובו סביב כדור הארץ, וכן השפעה של סיבוב כדור הארץ סביב השמש.

במפת המושגים ניתן לראות את מקורות האנרגיה השונים וכיצד הם מתקבלים משני המקורות הראשוניים.