Fin dalla preistoria, e per gran parte della storia umana, le uniche fonti di energia utilizzabili dall'uomo furono la forza umana o animale, nonché la combustione di legno o biomassa per la produzione di calore o lavoro.

Più tardi, la navigazione a vela, così come l'innovazione dei mulini ad acqua o a vento per la macinazione del grano rappresentarono una prima diversificazione nello sfruttamento delle fonti energetiche.

La densità di energia per persona tuttavia, prima del XX secolo in Occidente, era ancora ridotta: questo si traduceva, nelle società pre-industriali, in una minore mobilità delle persone nel loro complesso, minore circolazione di merci, ridotta assistenza sanitaria, disponibilità discontinua di risorse alimentari, con periodiche carestie.

Oggi la presenza di numerose fonti di energia (abbondante e a basso prezzo) ha permesso uno sviluppo notevole di infrastrutture e una accelerazione del processo di industrializzazione; l'evoluzione della società umana richiede infatti un apporto di energia sempre maggiore e questo ha portato allo sviluppo di strutture estremamente sofisticate atte alla produzione di energia e al suo immagazzinamento.

Un aspetto che viene spesso trascurato è che le attività umane nelle moderne società richiedono un grande apporto di energia: l'istruzione nelle scuole, la sanità pubblica, i trasporti, la moderna agricoltura richiedono quantità enormi di energia. Tutto questo si può sintetizzare con un grafico (vedi figura a sinistra) dove si riporta il reddito pro-capite (a parità di potere d'acquisto- PPA), in funzione del consumo energetico per persona. L'anno è il 2004, ciascun punto rappresenta una diversa nazione. Tanto più alto è il tenore di vita, tanto più elevata è la quantità di energia pro capite: il caso estremo è quello del Lussemburgo, che consuma più di 10 tonnellate equivalenti di petrolio (tep o, in inglese, toe) e ha un reddito pro-capite di più di 50,000 dollari all'anno.

In assenza di energia, le società industriali moderne non potrebbero sopravvivere. Un esempio è dato dall'Italia (quadratino rosso in figura): nel 2004 un italiano ha consumato in media 3 tonnellate equivalenti di petrolio, con un reddito medio di 25,000 dollari all'anno. All'inizio del 1900 un italiano consumava meno di una tonnellata di petrolio all'anno, ma la società era prevalentemente contadina, e i tassi di analfabetismo e di mortalità infantile erano altissimi. Ancora oggi nel mondo in moltissime nazioni si vive con meno di 2,000 dollari all'anno, e corrispondentemente il consumo pro-capite di energia è meno di 0.5 tpe. 

Nel corso del 1900 si è quindi assistito a un notevole incremento del consumo di energia (vedi figura a destra), che è praticamente raddoppiato nei trent'anni dal 1973 al 2004. Ciò pone dei problemi, sia dal punto di vista ambientale (ad esempio per l'effetto serra o lo smaltimento delle scorie), sia dal punto di vista geopolitico. La scelta di una fonte energetica è quindi diventata un fatto socio-politico complesso ed importante, che dipende dalla disponibilità di risorse, dal costo di una fonte in relazione alle condizioni particolari di una nazione, dall'affidabilità delle centrali di produzione di energia e dalla protezione dell'ambiente^[3].

Le fonti utilizzate oggi per la produzione di energia elettrica sono essenzialmente la combustione di combustibili fossili (carbone o idrocarburi), l'idroelettrico, l'energia atomica da fissione, l'eolico, la geotermia e l'energia solare.

Classificazione delle fonti energetiche

La principale classificazione che viene generalmente fatta, da un punto di vista fisico, è tra fonti primarie, ovvero direttamente utilizzabili dall'uomo (tra queste rientrano ad esempio gli idrocarburi, l'acqua dei fiumi, il sole, il vento, il calore della terra, i combustibili nucleari) e fonti secondarie che necessitano di una trasformazione per essere utilizzate come fonti (rientrano ad esempio in questo campo i prodotti petroliferi derivati).

Un'altra classificazione abbastanza comune è quella tra fonti esauribili o fossili (essenzialmente relative all'energia ottenuta per combustione da combustibili fossili) e fonti non esauribili o rinnovabili (tra cui il Sole, il vento, l'energia idrica, ecc...). In un ambito leggermente più ampio, a volte si parla di fonti alternative di energia in cui generalmente vengono racchiuse tutte le fonti non strettamente "fossili" (con particolare riferimento al petrolio). All'interno della classe delle fonti rinnovabili viene invece spesso fatta un'ulteriore distinzione tra fonti rinnovabili classiche (essenzialmente idroelettrico e geotermia) e fonti rinnovabili "nuove" (anche dette "NFER"), tra cui vengono incluse l'energia solare, eolica e da biomassa.

Di seguito vengono riportati alcuni dettagli riguardo le principali fonti energetiche oggi utilizzate. In generale, si tende a sottolineare per ciascuna fonte tre aspetti, che tra l'altro sono anche quelli che guidano (dal punto di vista politico) la scelta di una determinata fonte: la disponibilità, i costi, la protezione dell'ambiente.