Chuyển đổi năng lượng là quá trình biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Tấm pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tua bin chuyển đổi chuyển động của hơi nước thành năng lượng cơ học. Pin chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Quá trình này diễn ra liên tục, trong tự nhiên và trong máy móc.

Mỗi quá trình chuyển hóa đều mất một phần năng lượng dưới dạng nhiệt. Đó là định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Động cơ ô tô chuyển hóa khoảng 25 đến 30% năng lượng của xăng thành chuyển động. Phần còn lại thoát ra dưới dạng nhiệt qua bộ tản nhiệt và khí thải. Nhà máy điện chuyển hóa từ 35 đến 60% năng lượng nhiên liệu thành điện năng, tùy thuộc vào công nghệ.

Các kỹ sư đang nỗ lực nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Các nhà máy điện khí chu trình hỗn hợp thu hồi nhiệt thải để tạo ra nhiều điện năng hơn, đạt hiệu suất 60% hoặc cao hơn. Máy bơm nhiệt di chuyển nhiệt thay vì tạo ra nhiệt, đạt hiệu suất hiệu quả trên 100% trong điều kiện thuận lợi. Đèn LED chuyển đổi một lượng điện năng lớn hơn nhiều thành ánh sáng nhìn thấy được so với bóng đèn sợi đốt.

Các phép chuyển đổi thông thường

• Chuyển hóa hóa học thành nhiệt năng (đốt nhiên liệu)
• Chuyển đổi nhiệt năng sang cơ khí (tuabin hơi nước)
• Chuyển đổi cơ khí sang điện (máy phát điện)
• Chuyển đổi bức xạ thành điện năng (điện mặt trời)
• Chuyển đổi điện sang hóa học (sạc pin)