能量的能量转化守恒
人们根据大量实验确认了能量守恒定律，即不同形式能量之间相互转换时，其量值守恒。焦耳热功当量实验是早期确认能量守恒定律的有名实验，而后在宏观领域内建立了能量转换与守恒的热力学第一定律。康普顿效应确认能量守恒定律在微观世界仍然正确，后又逐步认识到能量守恒定律是由时间平移不变性决定的，从而使它成为物理学中的普棚迟遍定律（见对称性和守恒律）。在一个封闭的力学系统中，如果没有机械能与其他形式能量之间相互转换时，则机械能守恒。机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例。
应当注意，能量这一概念有其应用范围，根据广义相对论，在一定条件下就不再能使用能量这种量度。 在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中常用电子伏（eV）作为单位。理论物理领域，也有用尔格（erg）作为能量单位的 。
狭义相对论中的相对论性力学要比牛顿力学更精确地描写了物质的力学运动规律。质能关系（E=mc2）把惯性质量与能量联系起来；因此，相应于静质量、动质量、相对论质量（总质量）有静能量（固有能量）、动能、总能量。物质的总能量写成：
E=（m02c4+p2c2）1/2=mc2=m0c2/（1－v2/c2）1/2
式中m0是物体的静质量，m是相对论质量歼侍，c是真空光速，v是物体在惯性系中的运动速度的大小（绝对值），p=mv是物体动量的绝对值。物体的动能T等于总能量E减去静能量（E0=m0c2）：
T=E－E0=m0c2（1/(1－v2/c2)1/2－1），约等于m0v2/2。
低速近似下（非相对论）的动能成为牛顿力学中的形式。由于质能关系，质量守恒包含在能量守恒之中。
机械能、化学能、热能、电（磁）能、辐射能、核能等不同类型的能量之间相互转化的方式多种多样。例如，最常见的电能（交流电和电池）可以由多种其他形式的能量转变而来，如机械能–电能的转变（水力发电）、核能–热能–机械能–电能的转变（核能发电）、化学能–电能的转变（电池）等。不同链改李类型能量之间可以相互转化 。
