與物質的各種運動形式相對應的，還有各種形式的能量，它們可以通過壹定的方式相互轉化。
在機械運動中，表現為物體或系統整體的機械能，如動能、勢能、聲能等。在熱現象中，它是系統的內能，是系統中每個分子不規則運動的動能、分子間相互作用的勢能、原子和原子核中的能量之和，但不包括整個系統的機械能。對於熱運動能(熱能)，人們是通過它與機械能之間的相互轉換來認識的(見熱力學第壹定律)。
空間屬性是物質運動的廣泛體現；時間屬性是物質運動的連續體現；引力性質是運動過程中質量分布不均勻引起的相互作用的體現；電磁性質是帶電粒子在運動變化過程中的外在表現，等等。物質的運動形式多種多樣，每壹種具體的物質運動形式都有相應的能量形式。
宏觀物體的機械運動對應的能量形式是動能；分子運動對應的能量形式是熱能；原子運動對應的能量形式是化學能；帶電粒子定向運動對應的能量形式是電能；光子運動對應的能量形式是光能，等等。除了這些，還有風能，潮汐能等等。當運動形式相同時，物體的運動特性可以用壹些物理量或化學量來描述。物體的機械運動可以用速度、加速度和動量等物理量來描述。電流可以用電流強度、電壓、功率等物理量來描述。但如果運動形式不同，唯壹能描述和比較物質運動特征的物理量就是能量，這是所有運動物質的共同特征。
因此，能量可以定義為:
在古希臘語中，能量的意思是“活動和運行”，是壹個間接觀察到的物理量，被視為壹個物理系統對其他物理系統做功的能力。功定義為力的方向上力位移的空間累積效應，等於力與力的方向上傳遞的位移的乘積。
壹個物體所包含的總能量是以它的總質量為基礎的，能量和質量壹樣，既不會憑空產生，也不會憑空消滅。能量和質量壹樣，是標量。在國際單位制中，能量的單位是焦耳，但有時也使用其他單位如千瓦時和千卡，它們也是功的單位。能量是衡量壹切物質運動尺度的統壹尺度。
系統A可以通過簡單的物質傳遞將能量傳遞給系統B(因為物質的質量等同於能量)。如果能量不是通過物質轉移，而是通過其他方式轉移，就會改變系統B，因為系統A確實對系統B做功，做功的效果就像壹個力在壹定距離作用在壹個受能系統上。比如系統A可以向系統B輻射電磁輻射，使系統B中吸收輻射能量的粒子產生熱運動。壹個系統也可以通過碰撞來傳遞能量。在這種情況下，被碰撞的物體會在壹定距離內受力，獲得運動的能量，稱為動能。熱能的傳遞可以通過以上兩種方式產生:熱能可以由輻射能傳遞，也可以直接由體系間粒子的碰撞轉化為動能。
能量可以儲存在壹個系統中，而不表現為物質、動能或電磁能。當壹個粒子在與之相互作用的場中移動壹段距離時(需要借助外力才能移動)，粒子在這個場中移動到壹個新位置所需的能量就被儲存起來了。當然，粒子必須被外力保持在新的位置，否則它所在的場會把粒子推或拉回到原來的狀態。這種通過改變粒子在力場中的位置而儲存的能量，叫做勢能。舉個簡單的例子，在引力場中把壹個物體舉到壹定高度所需的功就是勢能。
任何形式的能量都可以轉換成另壹種形式。例如，當壹個物體在壹個力場中自由運動到不同的位置時，勢能就可以轉化為動能。當能量以非熱能的形式存在時，可以高效率甚至完美轉換成其他種類的能量，包括產生電或新的物質粒子。但如果是熱能，當轉換成另壹種形式時，如熱力學第二定律所描述的，轉換效率總會有壹個極限。
在所有能量轉換的過程中，總能量保持不變，因為總系統的能量是在系統之間傳遞能量。當壹個系統失去能量時，另壹個系統壹定會得到失去的能量，造成得失平衡，所以總能量不會改變。這個能量守恒定律是在19世紀初提出的，適用於任何孤立系統。根據諾特定理，能量守恒是壹個自然的結果，因為物理定律不會隨時間而改變。
雖然壹個系統的總能量不會隨時間而變化，但是它的能量的值可能會因為參考系的不同而不同。例如，坐在飛機上的乘客相對於飛機的動能為零；但相對於地球，動能不為零，不能和單壹動量的地球相比。
能量是物理學的基本概念之壹。從經典力學到相對論、量子力學、宇宙學，能量始終是壹個核心概念。
用通俗的話或者科普書來說，能量是指壹個可以從中釋放或者獲取的系統，可以相當於做壹定的功。比如1 kg汽油中含有12 kWh的能量，也就是說如果將1 kg汽油中的化學能全部釋放出來，可以做12KWh的功。
能量是物理學中描述壹個系統或過程的物理量。系統的能量可以定義為從零能量狀態轉換到系統當前狀態的功的總和。壹個系統有多少能量，在物理學上不是壹個確定的值，它隨著對系統的描述而變化。在人的生命活動過程中，壹切生命活動都需要能量，如物質代謝的合成反應、肌肉收縮、腺體分泌等。而這些能量主要來源於食物。動植物食物中所含的營養素可以分為五大類:碳水化合物、脂類、蛋白質、礦物質和維生素，水是六大類。其中碳水化合物、脂肪和蛋白質可以通過體內氧化釋放能量。這三者統稱為“生產力營養素”或“熱源物質”。
能量守恒定律表明，能量不會憑空產生或消失，只能從壹種形式轉化為另壹種形式，而能量總量不變。能量是標量，不是矢量，沒有方向。至於正物質和反物質，不是質量正負，而是原子核的電性相反，質量相遇後轉化為能量。任何運動都需要能量。能量有很多種形式，如光能、聲能、熱能、電能、機械能、化學能和核能。例如，觀察壹個質量為1Kg的固體的能量:
在經典力學中，它的能量是從靜止加速到現有速度所做的功的總和。
在經典熱力學中，它的能量是從絕對零度加熱現有溫度所做的功的總和。
在物理化學中，它的能量是合成這種固體時加在原料上的功的總和。
在原子物理學中，它的能量是原子能從零狀態到現在狀態所做的功的總和。
這個固體所包含的能量也可以用相反的方式來定義。舉兩個例子:
固體的內能是將其冷卻到絕對零度所釋放的功的總和。
固體的原子能是其在核裂變或聚變反應中釋放並轉化為反應產物的組合能量的動能。
能量雖然是壹個常見的、基本的物理概念，但也是壹個抽象的物理概念。事實上，物理學家直到19世紀中葉才真正理解能量的概念，而在此之前，他們還經常與力、動量等概念混淆。
有許多能量，例如:
化學能
物質經歷化學變化(化學反應)時釋放或吸收的能量。比如幹電池、蓄電池的放電就是化學能轉化為電能；給電池充電就是將電能轉化為化學能。其本質是原子外層電子變化釋放的能量，導致電子結合能的變化。正負電子對湮滅成光子，意味著電子的靜態能量轉化為光子的能量。
熱能
物質中原子和分子熱運動的動能，溫度越高，物質中所含的熱能越大。熱機是膨脹的蒸汽，它把熱能變成動能。
電能
由於電的作用，正負電荷之間的勢能可以用電場的強度來表示。真空中的電能密度(每單位體積的電能)為電場能量密度w = E2/2；介質中的電能密度w = e d/2，其中d為電位移矢量，e為電場強度。電能的提取是將電勢能轉化為帶電粒子的動能，如導體中的電流或加速器中的帶電粒子束。磁能是指磁場能量，磁能密度w = h b/2，其中h為磁場強度，b為磁感應強度。電能密度和磁能密度之和就是電磁能密度(電磁場能密度)w = (e d+h b)/2。
輻射能
指光和電磁波的能量(光子能量)。
核能
核子在核中的結合能，在原子的裂變或聚變反應中可以釋放成反應產物的動能。根據狹義相對論，物體的質量m和能量E之間存在質能關系，E=mс2(с是真空中的光速)。因此，壹個物體在靜止時也有能量。物質的能量和質量密切相關。壹個原子核的質量小於其組成原子核的總質量，即當壹個自由原子核結合成壹個原子核時，釋放出能量，這種能量稱為原子核的結合能。結合能(壹個原子核中每個核的平均結合能)較低的重核裂變形成結合能較高的較輕核，或者幾個結合能較低的輕核聚合成結合能較高的較重核，釋放的能量就是原子能。