Η ενεργειακή τεχνολογία ασχολείται με την ανάπτυξη συστημάτων ικανών να παράγουν, να μεταφέρουν και να παρέχουν ενέργεια με τρόπο ασφαλή, οικονομικό και, όλο και περισσότερο, φιλικό προς το περιβάλλον. Σε γενικές γραμμές, είναι ένα πεδίο πολλών επικαλυπτόμενων κλάδων. Οι σκληρές επιστήμες, όπως η φυσική και η χημεία, είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του πού μπορεί να είναι διαθέσιμη ενέργεια. Απαιτούνται ειδικότητες μηχανικής για το σχεδιασμό των συστημάτων που αξιοποιούν την ενέργεια. Τέλος, η περιβαλλοντική επιστήμη χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του αντίκτυπου της ενεργειακής τεχνολογίας στον φυσικό κόσμο.
Μερικές από τις πρώτες ενεργειακές τεχνολογίες σχεδιάστηκαν για την εξαγωγή ενέργειας από τη φωτιά. Η καύση καυσίμου, που θα μπορούσε να είναι ξύλο, άνθρακας ή πετρέλαιο, παράγει θερμότητα—μια μορφή ενέργειας. Η χρήση αυτής της θερμότητας για να βράσει το νερό θα δημιουργήσει ατμό. Σε μια ατμομηχανή, αυτός ο ατμός χρησιμοποιείται για να σπρώξει ένα έμβολο και να περιστρέψει έναν στροφαλοφόρο άξονα, που είναι μια μορφή μηχανικής ενέργειας. Αυτή η περιστροφική κίνηση μπορεί να αξιοποιηθεί για την τροφοδοσία μηχανών σε ένα εργοστάσιο ή για την περιστροφή μιας προπέλας σε ένα πλοίο.
Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες εφαρμογές της ενεργειακής τεχνολογίας για μεταφορικούς σκοπούς χρησιμοποιούν την ίδια βασική διαδικασία. Τα ατμόπλοια έφεραν επανάσταση στις μεθόδους ναυτιλίας κατά τη διάρκεια της Πρώτης Βιομηχανικής Επανάστασης και αργότερα άρχισαν να αντικαθιστούν τα ιστιοκίνητα πλοία ως τα κύρια πολεμικά πλοία. Αυτά τα ατμόπλοια χρησιμοποιούσαν άνθρακα ως καύσιμο. Κατά τη διάρκεια της Δεύτερης Βιομηχανικής Επανάστασης, η ενεργειακή τεχνολογία των μεταφορών άρχισε να χρησιμοποιεί το πετρέλαιο ως κύριο καύσιμο. Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης με βάση το λάδι χρησιμοποιούνται σε κάθε χώρα του κόσμου για εφαρμογές μεταφοράς.
Το 1881, η ηλεκτρική ενέργεια παρήχθη για πρώτη φορά σε έναν κεντρικό σταθμό και παραδόθηκε σε άλλες τοποθεσίες. Η ηλεκτρική ενέργεια είναι η ροή ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Αυτά τα σωματίδια μπορούν να μεταφέρουν ενέργεια μαζί τους με τρόπο ανάλογο με την πίεση του νερού. Επομένως, η μεταφορά ενέργειας σε άλλες τοποθεσίες είναι συνάρτηση της ηλεκτρικής ενέργειας.
Οποιαδήποτε πηγή ενέργειας μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ενεργειακή τεχνολογία. Οι πηγές ηλεκτρικής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες περιλαμβάνουν άνθρακα, φυσικό αέριο και πυρηνική ενέργεια. Οι πηγές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τα καύσιμα για τις μεταφορές συχνά διαφέρουν λόγω των διαφορετικών απαιτήσεων για κάθε εφαρμογή. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής πρέπει να είναι πολύ αποδοτικοί για την παραγωγή της μεγαλύτερης δυνατής ηλεκτρικής ενέργειας. Τα ενεργειακά συστήματα μεταφορών, από την άλλη πλευρά, μπορούν να ξεφύγουν με λιγότερη απόδοση καυσίμου, επειδή πρέπει επίσης να είναι αρκετά μικρά και ελαφριά για να χωρούν σε οχήματα.
Μια αυξανόμενη ανησυχία είναι η ανάπτυξη εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο είναι όλες μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, που σημαίνει ότι υπάρχουν σε πεπερασμένες ποσότητες στη Γη και θα μπορούσαν μια μέρα να εξαντληθούν. Η καύση άνθρακα και πετρελαίου έχει αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες αποτελούν επίσης αυξανόμενη ανησυχία. Η ενεργειακή τεχνολογία επιδιώκεται για την ανάπτυξη καθαρών, αποδοτικών και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας τόσο για εφαρμογές ηλεκτρικής ενέργειας όσο και για μεταφορές.