Energetska transformacija je proces promjene energije iz jednog oblika u drugi. Taj se proces događa cijelo vrijeme, kako u svijetu tako i unutar ljudi. Kada ljudi konzumiraju hranu, tijelo koristi kemijsku energiju u vezama hrane i pretvara je u mehaničku energiju, novi oblik kemijske energije ili toplinsku energiju. Energetska transformacija važan je koncept u primjeni fizikalnih znanosti. Sposobnost transformacije energije automatizira, osvjetljava, zabavlja i zagrijava svijet na zadivljujuće mnoštvo načina.
Koncept transformacije energije može se ilustrirati u nizu uobičajenih aktivnosti. Motor, kao što je motor u automobilu, pretvara kemijsku energiju plina i kisika u mehaničku energiju kretanja motora. Žarulja mijenja kemijsku energiju žarulje u elektromagnetsko zračenje ili svjetlost. Vjetrenjače iskorištavaju energiju vjetra i pretvaraju je u mehaničku energiju u kretanju lopatica turbine, koja se zatim pretvara u električnu energiju. Solarni paneli pretvaraju svjetlost u električnu energiju.
Transformacija energije se također može objasniti u terminima potencijalne energije, pohranjene energije sustava, koja se može pretvoriti u kinetičku energiju, energiju kretanja. Na primjer, za tobogan koji se nalazi na vrhu brda kaže se da ima potencijalnu energiju. Ova potencijalna energija je gravitacijska, koja se dobiva kada se podmetač pomiče uzbrdo. Kada se podmetač počne kretati niz brdo, djeluje sila gravitacije i potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju automobila koji se kreće. Tijekom energetskih transformacija, potencijalna energija se često pretvara u kinetičku energiju i natrag u potencijalnu energiju.
Tijekom bilo koje vrste energetske transformacije, dio energije se gubi u okoliš. Kao rezultat ovog gubitka, nijedan stroj nikada nije 100% učinkovit. Obično se dio energije izgubljene tijekom transformacije energije gubi kao toplina. To se u praksi može uočiti bilježenjem topline koju emitira računalo, automobil ili neki drugi tip stroja koji je bio u uporabi neko vrijeme.
Sposobnost određenog stroja ili sustava za pretvaranje između oblika energije naziva se “učinkovitost pretvorbe energije”. Svi sustavi imaju različitu učinkovitost pretvorbe energije. Vodene turbine, na primjer, imaju iznimno visoku učinkovitost pretvorbe energije od gotovo 90%, dok motori s unutarnjim izgaranjem imaju od 10% do 50% učinkovitosti pretvorbe. Inženjerstvo i fizika neprestano su u potrazi za sustavima koji mogu postići visoku učinkovitost pretvorbe energije.