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能量，古希臘文 ἐνεργεια energeia（意為「活動、操作」），是一個間接測量的物理量，在物理學中經常被討論。這個物理量往往視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段長度，因此能量總是等同於沿著一定的長度物體所阻擋力的能力。

一個物體所含的總能量奠基於其質量和質量所儲存的能量，並如同質量一般，不會無中生有或無故消失。能量就像質量一樣，是一個純量。在國際單位制（SI）中，能量的單位是焦耳（J），但在有些領域中會習慣使用其他單位如「千瓦·小時」（俗稱為「千瓦時」、簡稱「千瓦·時」）。千瓦·時（kWh）是千瓦（kW）與小時（h）的乘積，物理學上將之視為一種度量能量的單位，與焦耳（J）有固定的換算關係（1 kWh = 3.6 × 10^6 J）；此外，在一些領域中也會使用千卡路里（kcal），以及電子伏特（eV）這些單位。

系統可以藉由物質的物質轉移將能量傳輸到另一系統，因為構成物質的質量在物理學上等效於能量。然而，如果能量不是藉由物質轉移而傳輸到另一系統，而是由其他方法傳遞能量，則會使接收能量的系統產生一些改變。這些改變可能是由於系統對能量的吸收或釋放所致，而系統對能量的吸收或釋放又會表現為功，以及系統中所出現的力沿着一定的距離對物質作用的效果。一個例子是，系統A可以藉由將電磁能量傳遞到系統B，而使能量被物質所吸收後，在吸收能量的物質上產生力。同理，系統A也可以藉由碰撞的方式將能量傳遞到系統B，而使被碰撞的物體在一段距離內受力並獲得位能，並表現為受碰撞的物質移動。熱能可以藉由物質間的輻射傳遞，也可以用物質的碰撞進行直接的物質間傳導能量，後者的特性為通過固體、液體、氣體微觀粒子間的動能轉移。

物質可藉由粒子在與其有交互作用的力場中受外力移動一段距離，使粒子移動到這個場的新位置所需的能量便如此的被儲存了。當然粒子必須藉由外力才能保持在新位置上，否則其所處在的場會藉由釋放儲存能量的方式，讓粒子回到原來的狀態。這種藉由粒子在力場中改變位置而儲存的能量就稱為位能。一個簡單的例子就是在重力場中往上提升一個物體到某一高度所需要做的功就是位能。

形式不同的能量可以透過適當的裝置或方法，在彼此間進行相互轉換。例如，當一個物體在力場中，因力場作用而移動時，會出現由位能轉化為動能的情形。當能量是屬於非熱能的形式時，如果沒有適當裝置輔助，它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百，如沿光滑斜面下滑的物體，或與新物質產生的粒子。然而，如果以熱能的形式存在，則在轉換成另一種能量形態時，就如同熱力學第二定律所描述的，總會有轉換效率的限制。

在所有能量的轉換過程中，能量的總量是會保持不變。然而在特定能量轉換系統中，總能量的分佈會因為能量轉移而改變。這時總能量的總和會在執行系統的各自部分維持動態平衡狀態，所以各部分的能量總和與最原始的總和相同。

任何形式的能量都可以轉換成另一種形式，例如：當物體在力場中，因力場作用而移動時，位能可以轉化成動能。當能量是屬於非熱能的形式時，它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百，如沿光滑斜面下滑的物體，或者新物質粒子的產生。然而如果以熱能的形式存在，則在轉換成另一種型態時，就如同熱力學第二定律所描述的，總會有轉換效率的限制。

在所有能量轉換的過程中，總能量保持不變，原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移，當某個系統損失能量，必定會有另一個系統得到這損失的能量，導致失去和獲得達成平衡，所以總能量不改變。

這個能量守恆定律，是十九世紀初時提出，並應用於任何一個孤立系統。(其後雖有質能轉換方程式的發現，但根據該方程式，亦可以把質量視為能量的另一存在形式，所以此定律可説依舊成立)根據諾特定理，能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。

雖然一個系統的總能量，不會隨著時間改變，但其能量的值，可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裏的乘客，相對於飛機其動能為零；但是相對於地球來説，動能卻不為零。

熱量（heat）熱是能量的一種形式，一部分屬於勢能（位能），一部分屬於動能。在物理科學的文章中，有數種形式的能量被定義。這些包括：

能量可能在這幾種形式間轉換，有些能量的轉換效率可達100％，有些則不行。能把這些不同的能量互相轉換的機器稱為能量變換器（transducer）。

以上幾種已知的能量形式不一定涵蓋所有自然界的能量。只要科學家發現某些違反能量守恆的現象，新的能量形式亦會隨之提出。如暗能量（dark energy）——遍佈全宇宙並加快宇宙擴張速度的假設能量。

在古典力學中，位能和動能之間是有所區別的，位能為一物體所在位置的函數，而動能則與物體的位移速度有關。位置與位移都有其特定的參考座標：這通常為地球表面上（即陸地上）的任意一點。科學家試圖用古典力學將所有的能量形式分類為動能和位能兩種。但這是錯誤的，也不是最簡化的分類。

理查德·費曼指出：這些動能和位能的概念都取決於尺度的大小。例如，宏觀尺度的動能和位能可以説是不包括熱能的。化學位能也是個宏觀概念，更仔細的檢驗顯示其為原子和亞原子的動能和位能的總和。相同的情況也適用於核位能和其他形式的能量。當我們考慮的問題只涉及一種尺度，那麼這個尺度的相依性並不會造成困擾；但是當問題涉及了不同尺度時，例如摩擦使巨觀的功轉換成微觀的熱能，在這樣的情形下就容易發生混淆。

能量的英文“energy”一字源於希臘語：ἐνεργεια（energeia），該字可能首次出現在公元前四世紀亞裏士多德的作品中。

能量的概念出自於戈特弗裏德·萊布尼茨的生活力（拉丁語：vis viva）想法，而它的定義是一個物體質量和其速度的平方。他相信總vis viva是守衡的。為瞭解釋因摩擦而令速度減緩的現象，萊布尼茨的理論認為熱能是由物體內的組成物質隨機運動所構成，而這種想法和艾薩克·牛頓一致，雖然這種觀念經過一個世紀才被普遍接受。

在1807年，託馬斯·楊可能是第一個使用能量這個字來取代vis viva的人。賈斯帕-古斯塔夫·科裏奧利在1829年提出了“動能”；而在1853年，William Rankine提出了位能這個詞。對於能量是一種物質，還是像動量般只是一個物理量，這個問題爭論了幾年。

威廉·湯姆森，第一代開爾文男爵將以上這些定律合併到了熱力學的定律中，並促成了魯道夫·克勞修斯、約西亞·吉布斯和瓦爾特·能斯特三人在化學反應解釋上的快速發展。另外也導出了克勞修斯所提出的熵的數學公式，以及由Joef Stefan提出的輻射能的定律。

1961年，理查德·費曼在加州理工學院一個以大學生為對象的課程中，以如下的方式描述了能量的概念：

有一個事實，那就是有一個到目前為止掌控了我們所知道的自然現象的定律，而這個定律在我們所知範圍內沒有任何的例外，而且據我們目前所知，它是準確的。這個定律被稱為能量守恆。它説明瞭有一個特定的物理量，我們稱之為“能量”。這量在自然狀態經歷了各種變化後，並不會改變。這是一個最抽象的概念，因為它是一個數學的原理：它説明瞭有一個數值量在一些事件發生時不會改變。它並不是任何物理過程或者具體事物的描述；它僅僅是一個奇怪的事實：我們可以先對系統計算一些數值，而當系統經歷了一些變化之後，我們同樣的再去計算那些數值，結果會發現數值和一開始的時候是相同的。自1918年開始，人們知道能量守恆是能量的共軛量、時間的平移對稱所得到的數學上的自然結果。也就是説，能量之所以守恆是因為物理定律無法區別不同的時間瞬間所造成（見諾特定理）。

在整個科學的歷史裏，能量曾以許多不同的單位表示，例如ergs和calories。而今，測量能量的國際標準認證單位是焦耳。除了焦耳，其他的能量單位有千瓦時（kWh）和英國熱量單位（Btu）。這兩個都是用來表達較大的能量單位。一千瓦時等同於三百六十萬焦耳，而一英國熱量單位等同於 1055 焦耳。

能量的概念以及其轉移，對於解釋和預測大部分的自然現象是有用的。能量的轉移方向通常由熵來描述。而由於熱力學定律的限制，使得能量不可能在宏觀的尺度上由低處往高處流，所以在統計上，能量或是物質不會自發的移動成為較高密度的形式，或者集中到較小的空間。

在化學方面，物質是由原子、分子或者許多分子聚集而構築的，因此能量是物質的一個特質。

能量的世界

能量，物質存在和活動的根本形式，是宇宙中無所不在的驅動力。無論是微觀的原子振動，還是宏觀的行星運行，能量都參與其中，使一切都得以發生。

能量形式

能量具有多種形式，其中常見的有：

能量轉換

能量可以從一種形式轉換為另一種形式。這些轉換是能量守恆定律的基礎，該定律指出能量不能被產生或毀滅，只能從一種形式轉換為另一種形式。

能量來源

能量來源包括：

能量效率

能量效率是指在使用時最大限度地減少能量浪費。提高能量效率的措施包括：

能量的重要性

能量對於我們的生活至關重要。它為我們提供以下功能：

延伸閲讀…

什麼是能量？ – 環境百科全書

Energy – 什麼是能量？

• 照明：照亮我們的家園、街道和工作場所
• 供熱：讓我們保持温暖和舒適
• 冷卻：讓我們在炎熱天氣中保持涼爽
• 運輸：使我們能夠移動
• 製造：生產我們所使用的商品
• 醫療：為醫療設備和治療提供動力

節約能量的理由

節約能量有許多好處，包括：

• 減少能源成本：提高能源效率可以降低水電費
• 保護環境：減少化石燃料的消耗有助於減少温室氣體排放
• 提高能源安全：減少對進口能源的依賴，增加我們的能源獨立性
• 促進經濟增長：能源效率行業創造就業機會並刺激經濟
• 為子孫後代保護資源：通過節省能量，我們可以為未來的世代確保能源可用性

結論

能量是現代社會的命脈。通過瞭解能量的不同形式、轉換和來源，我們可以提高能源效率，節省成本，保護環境，並確保未來能源安全。能量的明智利用對於我們的生活質量至關重要。