Energetska transformacija je proces spreminjanja energije iz ene oblike v drugo. Ta proces se dogaja ves čas, tako v svetu kot znotraj ljudi. Ko ljudje zaužijejo hrano, telo izkoristi kemično energijo v vezi hrane in jo pretvori v mehansko energijo, novo obliko kemične energije ali toplotno energijo. Energetska transformacija je pomemben koncept pri uporabi fizikalnih znanosti. Zmožnost preoblikovanja energije avtomatizira, osvetli, zabava in ogreje svet na osupljive številne načine.
Koncept transformacije energije je mogoče ponazoriti s številnimi skupnimi dejavnostmi. Motor, kot je motor v avtomobilu, pretvarja kemično energijo plina in kisika v mehansko energijo gibanja motorja. Žarnica spremeni kemično energijo žarnice v elektromagnetno sevanje ali svetlobo. Vetrnice izkoriščajo energijo vetra in jo pri gibanju lopatic turbine pretvarjajo v mehansko energijo, ki se nato pretvori v električno energijo. Sončni paneli pretvarjajo svetlobo v elektriko.
Energetsko transformacijo lahko razložimo tudi s potencialno energijo, shranjeno energijo sistema, ki jo lahko pretvorimo v kinetično energijo, energijo gibanja. Recimo, da ima tobogan, ki stoji na vrhu hriba, potencialno energijo. Ta potencialna energija je gravitacijska, ki se pridobi, ko se podstavek pomika v hrib. Ko se podstavek začne premikati po hribu navzdol, se pojavi sila gravitacije in potencialna energija se pretvori v kinetično energijo avtomobila, ki se premika. Med energetskimi transformacijami se potencialna energija pogosto pretvori v kinetično energijo in nazaj v potencialno energijo.
Med kakršno koli transformacijo energije se nekaj energije izgubi v okolje. Zaradi te izgube noben stroj ni nikoli 100-odstotno učinkovit. Običajno se del energije, izgubljene med transformacijo energije, izgubi kot toplota. To lahko opazimo v praksi z beleženjem toplote, ki jo oddaja računalnik, avto ali druga vrsta stroja, ki je bil v uporabi že nekaj časa.
Sposobnost določenega stroja ali sistema za pretvorbo med oblikami energije se imenuje »učinkovitost pretvorbe energije«. Vsi sistemi imajo različno učinkovitost pretvorbe energije. Vodne turbine imajo na primer izredno visoko učinkovitost pretvorbe energije, ki znaša skoraj 90 %, medtem ko imajo motorji z notranjim zgorevanjem od 10 % do 50 % izkoristek pretvorbe. Inženiring in fizika nenehno iščeta sisteme, ki lahko dosežejo visoko učinkovitost pretvorbe energije.