Transformarea energiei este procesul de schimbare a energiei de la o formă la alta. Acest proces are loc tot timpul, atât în lume, cât și în interiorul oamenilor. Când oamenii consumă alimente, organismul utilizează energia chimică din legăturile alimentelor și o transformă în energie mecanică, o nouă formă de energie chimică sau energie termică. Transformarea energiei este un concept important în aplicarea științelor fizice. Capacitatea de a transforma energia automatizează, luminează, distrează și încălzește lumea într-o multitudine de moduri uluitoare.
Conceptul de transformare a energiei poate fi ilustrat într-o serie de activități comune. Un motor, cum ar fi motorul unei mașini, transformă energia chimică a gazului și a oxigenului în energia mecanică a mișcării motorului. Un bec schimbă energia chimică a becului în radiație electromagnetică sau lumină. Morile de vânt valorifică energia vântului și o transformă în energie mecanică în mișcarea palelor turbinei, care este apoi transformată în energie electrică. Panourile solare transformă lumina în electricitate.
Transformarea energiei poate fi explicată și în termeni de energie potențială, energia stocată a unui sistem, care poate fi transformată în energie cinetică, energia mișcării. De exemplu, se spune că un roller coaster care se află în vârful unui deal are energie potențială. Această energie potențială este gravitațională, care este câștigată atunci când coasterul urcă dealul. Odată ce coasterul începe să coboare dealul, forța gravitațională este exercitată și energia potențială este transformată în energia cinetică a mașinii în mișcare. În timpul transformărilor energetice, energia potențială este adesea transformată în energie cinetică și înapoi din nou în energie potențială.
În timpul oricărui tip de transformare a energiei, o parte de energie este pierdută în mediu. Ca urmare a acestei pierderi, nicio mașină nu este niciodată eficientă 100%. De obicei, o parte din energia pierdută în timpul transformării energiei se pierde sub formă de căldură. Acest lucru poate fi observat în practică notând căldura emisă de un computer, o mașină sau un alt tip de mașină care a fost în uz pentru o perioadă de timp.
Capacitatea unei anumite mașini sau a unui sistem de a converti între forme de energie se numește „eficiență de conversie a energiei”. Toate sistemele au eficiențe diferite de conversie a energiei. Turbinele cu apă, de exemplu, au o eficiență de conversie a energiei extrem de ridicată de aproape 90%, în timp ce motoarele cu ardere au o eficiență de conversie de la 10% la 50%. Ingineria și fizica caută în mod constant sisteme capabile să atingă o eficiență ridicată de conversie a energiei.