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能量转换是指能量形态上的转换，如燃料能通过燃烧转换成热能，热能通过热机再转换成机械能等。能量在从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体过程中在能量转换与传递过程中能量的总量恒定不变。
能量转换是能量最重要的属性，也是能量利用中的最重要的环节。
广义地说，能量转换应当包括以下两项内容：
(1)能量在空间上的转移，及能量的传输；
(2)能亮在时间上的转移，即能量的储存。
任何能量转换过程都必须遵守自然界的普遍规律——能量守恒定律，即
输入能量－输出能量＝储存能量的变化
在国民经济和日常生活中用的最多、最普遍的能量形式是热能、机械能和电能。他们都可以有其他形态的能量转换而来；他们之间也可以互相转换。显然，任何能量转换过程都需要一定的转换条件，并在一定的设备或系统中实现。表1给出了能量转换过程及实现转换所需的设备或系统。
| 能源 | 能量形态转换过程 | 转换设备或系统 |
| 石油，煤炭，天然气等化石燃料 氢和酒精等二次能源 | 化学能→热能 化学能→热能→机械能 化学能→热能→机械能→电能 化学能→热能→电能 化学能→电能 | 炉子，燃烧器 各种热力发动机 热机，发电机，磁流体发电，压电效应 热力罚单，热点自发电 燃料电池 |
| 水能，风能，潮汐能，海流能，波浪能 | 机械能→机械能 机械能→机械能→电能 | 水车，水轮机，风力机， 水轮发电机组，风力发电机组， 潮汐发电装置，海流能发电装置， 波浪能发电装置 |
| 太阳能 | 辐射能→热能 辐射能→热能→机械能 辐射能→热能→机械能→电能 辐射能→热能→电能 辐射能→电能 辐射能→化学能 射能→生物能 辐射能→电能 | 热水器，采暖，制冷，太阳灶， 光化学反应 太阳热发动机 太阳热发电 热力发电，热点自发电 太阳电池，光化学电池 光化学反应（水分解） 光合成 |
| 海洋温差能 | 热能→机械能→电能 | 海洋温度差发电(热力发动机) |
| 海洋盐分(能) | 化学能→电能 化学能→机械能→电能 化学能→热能→机械能→电能 | 浓度发电 渗透压发电 浓度差发电 |
| 地热能 | 热能→机械能→电能 热能→电能 | 热力发电机—发电机 热电发电 |
| 核能 | 核分裂→热能→机械能 核分裂→热能 核分裂→热能→电能 核分裂→电磁能→电能 核聚变→热能→机械能→电能 | 核发电，磁流体发电 核能炼钢 热力发电，热电子发电 光电池 核聚变发电 |