能源是推动人类社会发展和进步的物质基础和最基本的驱动力，指可以产生热能、电能、光能和机械能等各种能量，或能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能量的各种资源的通称。按照能源性质，可分为燃料型能源和非燃料型能源；按照获得的方法，可分为一次能源和二次能源；根据能源消耗后是否造成环境污染，可分为污染型能源和清洁型能源；按再生性，分为可再生能源和非可再生能源等。
从人类掌握钻木取火起，薪柴、煤炭、石油曾经依次占据人类能量来源的主导地位。薪柴是人类第一代主体能源，薪柴时代人类生活、生产所用的能源几乎全部来自生物质的木材、秸秆。随着蒸汽机的发明，机械力开始大规模代替人力，低热值的薪柴已经不能满足能源需求，煤炭以其高热值、分布广的优点成为全球第一大能源。电磁感应现象的发现，又让世界由蒸汽时代跨入电气时代，煤炭被转换成更加便于输送和利用的二次能源——电能。以汽油和柴油为燃料的内燃机的出现，使石油以更高热值、更易运输等特点，于20世纪60年代取代了煤炭成为第三代主体能源。煤炭和石油因其来自古代动植物遗体而被称为化石能源，又因其燃烧后的污染物排放量和碳排放值都较高，而被列为非清洁能源。
自20世纪30年代以来，随着科学技术的进步，各类新能源开始投入使用，而化石能源带来资源短缺及环境污染的全球性危机，也进一步加快了新能源技术进步和实际应用速度，如太阳能、风能、放射能、生物质能、氢能等已经得到很快的发展。
能源的总生产量或总消费量中各类能源的构成及其比例关系称为能源结构，包括生产结构和消费结构。目前就全世界范围而言，石油在能源消费结构中占比居第一位，煤炭居第二位，天然气居第三位。在2020年全球能源生产结构中，石油、煤炭和天然气占比分别为30％、26％和23％，合计占到能源总供应量的近80％。自工业革命以来，全球温室气体浓度持续上升，全球平均气温也随之升高。气候变化引起冰川融化、海平面上升，厄尔尼诺、台风等极端天气事件增多，引发强降雨、干旱、洪涝灾害、大型滑坡和泥石流等气候事件和地质灾害。这些全球气候问题的出现和恶化，与长期以来人类社会以化石能源为主的能源消费结构有很大关系。近年来，能源结构优化调整已经成为全球各国实现可持续发展的共识，世界能源正加快向多元化、清洁化、低碳化转型。
推动能源变革、构建新能源体系有赖于全球合作。国际上为了应对全球范围内的气候变化，开展了一系列的气候谈判，达成了相关协定。我国于1998年5月签署并于2002年8月核准了《京都议定书》，2005年2月16日，《京都议定书》正式生效，成为首个对温室气体排放具有法律约束力的国际公约。我国又于2016年4月22日签署并于2016年9月3日批准加入《巴黎协定》。2016年11月，《巴黎协定》正式生效。根据《巴黎协定》，期望在2051年至2100年之间全球达到碳中和，把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃之内，并为把升温控制在1．5℃之内而努力。
2020年9月22日，中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，我国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，这被称为“双碳”目标。碳中和已成全球共识，截至2020年底，全球已有127个国家提出碳中和目标或愿景。
