一次能源 (PE) 是自然界中發現的一種能量形式，未經過任何人為工程轉換過程。 它是原始燃料中包含的能量，以及作為系統輸入接收的其他形式的能量，包括廢物。 一次能源可以是不可再生的或可再生的。

在使用一次能源來描述化石燃料的情況下，燃料的隱含能量可作為熱能使用，并且通常會在轉換為電能或機械能時損失約 70%。 將太陽能和風能轉換為電能時，也有類似的 60-80% 的轉換損失，但今天的聯合國能源統計公約將風能和太陽能產生的電能本身視為這些來源的主要能源。 這種計算方法的一個結果是，與化石能源相比，風能和太陽能的貢獻被低估了，因此國際上就如何計算風能和太陽能的一次能源存在爭論。

一次能源用于編制能源平衡表的能源統計以及能源學領域。 在能量學中，一次能源（PES）是指能源部門產生人類社會使用的能源載體供應所需的能源形式。

二次能源是能量的載體，例如電能。 這些是通過一次能源的轉化產生的。

一次能源供應總量 (TPES) 是生產和進口的總和，加上或減去庫存變化，減去出口和國際燃料儲存量。國際能源統計建議 (IRES) 傾向于用能源供應總量 (TES) 來指代該指標。 這些表達方式通常用于描述一個國家領土的總能源供應。

不應將一次能源與能源系統組件（或轉換過程）相混淆，通過這些組件將它們轉化為能量載體。

一次能源在能源轉換過程中轉化為更方便的能源形式，可以直接被社會使用，例如電能、精煉燃料或合成燃料，如氫燃料。 在能量學領域，這些形式被稱為能量載體，對應于能源統計中二次能源的概念。

能量載體是由一次能源轉化而來的能量形式。 電力是最常見的能源載體之一，由煤炭、石油、天然氣和風能等各種一次能源轉化而成。 電特別有用，因為它具有低熵（高度有序），因此可以非常有效地轉化為其他形式的能量。 區域供熱是二次能源的另一個例子。

根據熱力學定律，不能生產一次能源。 它們必須可供社會使用，以實現能源載體的生產。

轉換效率因人而異。 對于熱能、電能和機械能的生產受卡諾定理限制，并產生大量廢熱。 其他非熱轉換可能更有效。 例如，雖然風力渦輪機不會捕獲所有的風能，但它們具有很高的轉換效率并且產生的廢熱很少，因為風能是低熵的。 原則上，太陽能光伏轉換可能非常有效，但電流轉換只能在窄波長范圍內完成，而太陽能熱能也受到卡諾效率限制。 水力發電也非常有序，轉換效率很高。 可用能量的量是系統的火用。

場地能源是北美使用的術語，指的是在指定地點消耗的所有形式的終端能源。 這可以是一次能源（例如現場燃燒的天然氣）和二次能源（例如電力）的混合。 場地能源是在校園、建筑物或子建筑物級別測量的，是水電費能源費用的基礎。

相比之下，源能是北美使用的術語，指為提供設施場地能源而消耗的一次能源量。 它總是大于站點能量，因為它包括所有站點能量，并增加了傳輸、傳遞和轉換過程中損失的能量。 雖然來源或一次能源提供了更完整的能源消耗情況，但它不能直接測量，必須使用現場能源測量的轉換系數進行計算。 對于電力，一個典型值是三個單位的源能源對應一個單位的場地能源。 然而，這可能會因主要能源或燃料類型、發電廠類型和輸電基礎設施等因素而有很大差異。 Energy STAR 提供了一整套轉換系數作為技術參考。