Bei den physikalischen Vorgängen treten viele verschiedene Energieformen auf, die hier zu vier Gruppen zusammengefasst sind. Da diese Einteilung nicht ohne Willkür ist, gibt es Sammelbegriffe für Energieformen, die spezielle Energieformen aus unterschiedlichen Gruppen kombinieren.

Die Energie eines mechanischen Systems kann stets als Summe von kinetischer und potenzieller Energie dargestellt werden. Die beiden Begriffe werden über die klassische Mechanik und die Quantenmechanik hinaus in fast allen Bereichen der Physik benutzt.

• Kinetische Energie wird auch als Bewegungsenergie genannt. Sie wird durch die Bewegung eines Körpers gegenüber seiner Umgebung und durch seine Masse bestimmt und setzt sich aus Translationsenergie und Rotationsenergie zusammen.
• Potentielle Energie wird auch als Energie der Lage genannt. In der Mechanik ist sie die Energie eines Körpers, die er durch seine Lage in einem Kraftfeld besitzt, zu dem Beispiel in dem Gravitationsfeld der Erde (Gravitationsenergie ) oder, falls er elektrisch geladen ist, in einem elektrischen Feld.
• Schwingungsenergie: Beim Pendel wechselt die potentielle Energie bei maximaler Auslenkung mit der gleich großen kinetischen Energie während des Durchgangs durch die Ruhelage ab. Über die Mechanik hinaus sind Schwingungen allgemein durch einen periodischen Wechsel zwischen zwei Energieformen charakterisiert.
• Elastische Energie ist die potentielle Energie der aus ihrer Ruhelage verschobenen Atome oder Moleküle in einem elastisch deformierten Körper. Allgemein bezeichnet man die Energie, die bei der elastischen oder plastischen Verformung im Körper gespeichert (oder freigesetzt) wird, als Deformations- oder Formänderungsenergie.
• Schallenergie: Beim Schall schwingen die Atome in Folge der Elastizität eines Festkörpers oder der Kompression einer Flüssigkeit oder eines Gases in dem Takt der Frequenz zwischen der potenziellen Energie der Auslenkung aus ihrer Ruhelage und der kinetischen Energie beim Durchgang durch diese Ruhelage. Der Begriff akustische Energie bezieht sich sowohl auf den hörbaren Schall als auch auf alle ähnlichen, jedoch nicht mit dem menschlichen Ohr wahrnehmbaren akustischen Schwingungen.
• Wellenenergie ist ein Sammelbegriff, der nicht ca. auf die akustischen Wellen zutrifft, sondern auf alle räumlich ausgebreiteten Schwingungsphänomene wie z.B. Wasserwellen und elektromagnetische Wellen.

Thermische Energie ist die mechanische Energie der ungeordneten thermischen Bewegung der Atom oder Moleküle von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen. Thermische Energie wird auch als Wärmeenergie, Wärmeinhalt und Wärmemenge genannt. Sie ist von der Temperatur abhängig.

Die Summe aus thermischer Energie, Schwingungsenergie in dem Körper und Bindungsenergie heißt Innere Energie, ist also nicht allein der thermischen Energie zuordenbar.

• Elektrische Energie ist als potenzielle Energie in dem elektrostatischen Feld von elektrischen Ladungen gespeichert.
• Magnetische Energie ist in dem magnetischen Feld enthalten.
• Elektromagnetische Schwingungsenergie: Durch Induktion wechselt elektrische Energie in dem Takt der Frequenz mit magnetischer Energie. Dies findet in elektrischen Schwingkreisen statt, aber auch in dem Raum, im sich das elektromagnetische Feld ausbreitet. Dann spricht man von elektromagnetischer Strahlungsenergie oder Photonenenergie und speziell für den sichtbaren Frequenzbereich von Lichtenergie.

• Chemische Energie: Energie, die in der chemischen Bindung von Atomen oder Molekülen enthalten ist. Sie wird bei exothermen Reaktionen frei.
• Kernenergie: die Energie der Bindung der Protonen und Neutronen in dem Atomkern. Sie wird bei Kernreaktionen in die Bindungsenergie der Reaktionsprodukte, also neuer Atomkerne umgesetzt, und in verschiedene Arten von Strahlung.

Energie ist, unabhängig von der Energieform, eine charakterisierende Größe für den Zustand eines Systems, eine so genannte Zustandsgröße.

Energie kann in physikalischen Vorgängen weder erzeugt noch vernichtet sondern ca. in verschiedene Energiearten umgewandelt werden. In einem geschlossenen System gilt der Energieerhaltungssatz, der einer der am genauesten experimentell gesicherten Sätze der Physik ist. Auch die Theorie unterstützt diese Überzeugung: In abgeschlossenen Systemen ist Energie eine Erhaltungsgröße.

Durch eine am System verrichtete Arbeit wird die Energie des Systems erhöht, verrichtet das System selbst Arbeit, so wird seine Energie kleiner. Die Arbeit verursacht hier also eine Zustandsänderung in Form einer Temperatur-, Form-, Lage-, Beschleunigungsänderung etc.

Der Begriff Energienutzung bezieht sich auf die Umwandlung von einer Energieform in eine andere Energieform (→ Arbeit). Eine Energieerzeugung ist aufgrund des Energieerhaltungssatzes nicht möglich. Das gleiche gilt für Energieverbrauch, Energieverschwendung, Energiesparen und Energieverlust. In der Umgangssprache werden diese Worte h�ufig mit moralischer Wertung für die Energieumwandlung benutzt. Zus�tzlich ist es nicht möglich, die Energieformen beliebig ineinander umzuwandeln. Insbesondere ist es unmöglich, dass ein System seine Wärmeenergie komplett als Arbeit abgibt.

Beispiele für die Energieumwandlung sind die Erzeugung von Licht und Wärme aus elektrischer Energie über einen elektrischen Widerstand und die Umwandlung der elektrischen Energie mit Hilfe des Elektromagnetismus über magnetische Felder in einem Elektromotor in kinetische Energie.

Chemische Energie eines Brennstoffs wird bei der Verbrennung in Wärmeenergie verwandelt oder in Verbrennungsmotoren (als Kraftstoff) in kinetische Energie umgewandelt. Abhängig vom Wirkungsgrad der Motoren wird ein relativ großer Anteil der verbrauchten Energie direkt in Wärmeenergie umgewandelt.

Kinetische Energie wird bei der Bewegung entgegen dem Schwerefeld der Erde, also bergauf, in potentielle Energie oder über Reibung in Wärmeenergie oder akustische Energie umgewandelt.

In Kraftwerken wird elektrische Energie erzeugt. Entweder wird dabei vorhandene potentielle Energie (Speicherkraftwerk) oder kinetische Energie (Laufkraftwerk, Windenergieanlage) über Generatoren in elektrische Energie umgewandelt oder es wird der Umweg über eine Wärmekraftmaschine gewählt, um aus Wärme Energie zu gewinnen. Beispiele dafür sind Wärmekraftwerke, die mit Kohle, Öl, Gas, Biomasse, Kernkraft oder auch Müll betrieben werden.

Strahlungsenergie, auch in Form von akustischer Energie, wird beim Auftreffen auf eine absorbierende Fläche meistens in Wärmeenergie verwandelt.

Mit dem Energieverbrauch wird die Nutzung von verschiedenen Energien in für Menschen gut verwendbaren Formen genannt. Die von Menschen am stärksten benötigten Energieformen sind Wärmeenergie und Elektrizität. Die menschlichen Bedürfnisse richten sich vor allem auf die Bereiche Heizung, Nahrungszubereitung und den Betrieb von Einrichtungen und Maschinen zur Lebenserleichterung. Hierbei ist das Thema Fortbewegung und der Verbrauch z.B. fossiler Energieträger in Fahrzeugen nicht unerheblich.

Mit dem umgangssprachlichen Begriff: Energieverbrauch ist technisch ausgedrückt häufig die Freisetzung von Wärmeenergie in die Atmospäre gemeint. Unabhängig ob eine Energieeinheit in Form eines Holzstückes zu Heizzwecken oder zu dem Betrieb eines CD-Spielers zu dem Abhören einer CD angewendet wird, ist der "Verbrauch" durch das Erreichen der untersten Energiestufe z.B. als Abwärme in die Umwelt gekennzeichnet.

Der Energieverbrauch ist global sehr unterschiedlich und in den Industrieländern um ein vielfaches höher als z.B. in der dritten Welt. In hochentwickelten Ländern haben sich seit dem 19. Jahr. Unternehmen mit der Erzeugung und Bereitstellung von Energie für den allgemeinen Verbrauch beschäftigt. Hierbei steht die zentrale Erzeugung von elektrischer Energie sowie die Übertragung an die einzelnen Verbraucher in dem Vordergrund. Zus�tzlich ist die Beschaffung, der Transport und die Verwandlung von Brennmaterial zu Heizzwecken ein wichtiger Wirtschaftszweig.

Ca. 40 Prozent des globalen Energiebedarfes wird durch elektrische Energie gedeckt. Spitzenreiter in dem Verbrauch dieses Anteils sind mit ungef�hr 20 Prozent elektrische Antriebe. Danach ist die Beleuchtung mit 19%, die Klimatechnik mit 16 Prozent und die Informationstechnik mit 14 Prozent am globalen elektrischen Energiebedarf beteiligt.

• Kohle (Steinkohle, Braunkohle)
• Torf
• Erdöl
• Ölsande /Ölschiefer
• Erdgas
• Gashydrat (noch ungenutzt auf dem Meeresboden)

Siehe auch: Fossile Energie, Fossilien

• Uran
• Plutonium

• Bioenergie/Biomasse = chemische Energie
• Geothermie = thermische Energie
• Gezeitenkraft meist potentielle Energie
• Solarenergie auch Strahlungsenergie
• Wasserkraft meist primär potentielle Energie
• Wellenenergie = potentielle und kinetische Energie
• Windenergie = kinetische Energie

Alle Stoffe haben chemische Energie, welche bei chemischen Reaktionen gewandelt wird.

Seit Albert Einstein weiß man, dass Masse und Energie nach der berühmten Formel

ineinander umgewandelt werden können, bzw. dass Masse und Energie einander äquivalent sind. Außer bei der Kernspaltung, bei der Kernfusion und bei verschiedenen Experimenten der Elementarteilchenphysik ist jedoch die mit Energieänderungen des Systems einhergehende Massendifferenz weit unterhalb der Messgenauigkeit.

• Potentielle Energie Energie ist gleich Gewichtskraft (bzw. Masse mal Erdbeschleunigung) mal Höhe
• Elektrische Energie ist gleich Spannung mal Stromstärke mal Zeit
• Äquivalenz von Masse und Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zu dem Quadrat
• Nach dem Welle-Teilchen-Dualismus ist Strahlungsenergie gleich Plancksches Wirkungsquantum * Frequenz
• Kinetische Energie wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit und ist proportional zur Masse
• Arbeit (= Energie) ist Leistung mal Zeit

Die SI-Einheit der Energie ist das Joule.

1 J = 1 Nm = 1 Ws = 10⁷ erg = 0,2388 cal = 0,102 kpm = 0,2778·10^-6 kWh

Die folgende Aufstellung soll helfen, ein Gefühl für die Größenordnungen von Energie zu erhalten.

1 J = 1 Ws = 1 Nm 

potentielle Energie, die beim Anheben einer Schokoladentafel (ca. 100 g) um 1 Meter in dieser gespeichert wird.

10·10⁶ J = 10 Tausend kJ 

ungefährer täglicher körperlicher Energiebedarf eines Menschen.

3,6·10⁶ J = 3600 kJ = 3600 kWs = 1 kWh 

Abrechungseinheit für Strom, Gas usw.

1 eV = 1,602 176 462(63) · 10^-19 J 

Die Einheit Elektronvolt wird in der Elementarteilchenphysik benutzt.

Wie werden diese physikalischen Begriffe richtig gebraucht? Lisa weiß es:

Sie sagt zur Mutter: "Ich habe schon so viel Kraft, um den schweren Einkaufskorb zu heben." "Ja" sagt die Mutter, "willst Du ihn hochtragen?" Lisa: "Diese Arbeit will ich gerne tun." Entschlossen läuft sie die Treppe hoch, aber ihre Schritte werden langsamer und langsamer. Für jede Stufe braucht sie mehr Zeit. "Die Leistung lässt nach." stellt Lisa fest. Und zu ihrem Bruder Peter an der Wohnungstür: "Bloß gut, dass wir in dem ersten und nicht in dem 10. Stock wohnen. Sonst müsste ich ja 10 mal so viel Arbeit in den Einkaufskorb stecken. So viel Energie hab ich nicht."

Was macht Peter falsch? Wie müsste er richtig sagen?

Peter prahlt: "Du Kleine hast ja kaum genug Kraft, um den Korb ein Stockwerk hochzutragen, gar nicht zu reden von 10 Stockwerken. Meine Leistung ist dagegen riesig, ich kann mein Fahrrad mit ausgestreckem Arm halten. Nicht lange mehr, und ich werde so viel Energie haben, dass Du mir auf das ausgestreckte Fahrrad auch noch einen Kartoffelsack und den Einkaufskorb draufpacken kannst, ohne dass ich einknicke. Ich gehe ab morgen in das Fittness-Studio zu dem Kraft-Training, damit ich zwei Körbe in 10 Sekunden dieses eine bisschen Stockwerk hochtragen kann. Erste Sahne, was?"

• Energieeinsparung
• Energiemix
• Energie liefernde Nutzpflanzen.

• Umrechnung und Umwandlung von Energie-Maßen und Einheiten (http://www.sengpielaudio.com/UmrechEne.htm)
• Beschreibung von regenerativen Energiequellen (http://www.energie-evolution.de)