سلسله مراتب انرژی، طبقه بندی گزینه های انرژی است که اولویت بندی شده اند تا به ایجاد یک سیستم انرژی پایدار تر کمک کنند. این روش مشابهی است که برای سلسله مراتب ضایعات وجود دارد و برای به حداقل رساندن کاهش منابع استفاده می شود و روند مشابهی را اتخاذ می کند.
بالاترین اولویت، از استفاده غیر ضروری از انرژی جلوگیری می کند که این کار هم از طریق از بین بردن اتلاف و هم با بهبود راندمان انرژی انجام می شود. تولید پایدار منابع انرژی اولویت بعدی است. گزینه های تولید انرژی های رو به اتمام و پر اتلاف دارای کمترین اولویت ها هستند.
برای پایداری سیستم انرژی: منابع مورد استفاده برای تولید انرژی باید قادر به ماندگاری نامحدود باشند. تبدیل انرژی نباید حاوی هیچ محصول جانبی مضری باشد یعنی نه انتشار دهنده ی آلاینده های خالص باشد و نه ضایعاتی تولید کند که قابل بازیافت به طور کامل نباشند. همچنین باید توانایی پاسخگویی به مطالبات معقول انرژی را داشته باشد.
اولویت اصلی تحت سلسله مراتب انرژی، صرفه جویی در مصرف انرژی یا جلوگیری از استفاده غیر ضروری از انرژی است. این دسته شامل از بین بردن اتلاف انرژی با خاموش کردن چراغ ها و وسایل غیر ضروری و جلوگیری از سفرهای غیر ضروری است. از بین رفتن گرما از ساختمان ها منبع اصلی هدر رفت انرژی است، بنابراین پیشرفت در عایق بندی ساختمان می تواند سهم قابل توجهی در حفاظت از انرژی داشته باشد.
بسیاری از کشورها آژانس هایی برای تشویق در زمینه ی ذخیره ی انرژی دارند.
اولویت دوم تحت سلسله مراتب انرژی اطمینان از تولید انرژی و مصرف مؤثر انرژی است. راندمان انرژی دو جنبه اصلی دارد.
راندمان انرژی، نسبت بازده تولیدی دستگاه به انرژی مصرفی آن است.
زمانی که انرژی ارزانتر بود و آگاهی از تأثیرات محیطی آن کمتر بود، راندمان انرژی از اولویت پایین تری برخوردار بود. در سال ۱۹۷۵ میانگین سوخت مصرفی یک اتومبیل در ایالات متحده کمتر از ۱۵ مایل در هر گالن بود. لامپ های رشته ای، که رایج ترین نوع لوازم روشنایی تا اواخر قرن ۲۰ بود، ۹۰٪ از انرژی خود را به عنوان گرما هدر می دادند و تنها ۱۰٪ آن را به روشنایی مفید تبدیل می کردند.
اخیراً، بهره وری انرژی در اولویت قرار گرفته است. آخرین راندمان سوخت میانگین خودروهای آمریکایی نسبت به همین میانگین در سال ۱۹۷۵ تقریباً دو برابر شده است. اکنون نورپردازی LED ارتقا یافته است که روشنایی آن بین پنج تا ده برابر بیشتر از لامپ های رشته ای است. در حال حاضر بسیاری از لوازم خانگی برای نشان دادن بهره وری انرژی خود، نیاز به نمایش برچسب های انرژی دارند.
با برداشت انرژی از منابع طبیعی و مشتقات آن ها، مانند سوخت های فسیلی، مواد رادیواکتیو، تشعشعات خورشیدی یا منابع دیگر، اتلاف حاصل می شود. بیشتر تولید برق در نیروگاه های حرارتی است، جایی که بخش عمده ای از انرژی منبع به عنوان گرما از دست می رود. متوسط بازده تولید برق در جهان در سال ۲۰۰۹ به میزان ۳۷% بوده است.
اولویت در سلسله مراتب انرژی بهبود بهره وری در فرآیند تبدیل انرژی است، و این هدف چه در نیروگاه های سنتی و چه با بهبود نسبت عملکرد نیروگاه های خورشیدی و سایر منابع انرژی دنبال می شود.
بهره وری و پایداری کلی نیز می تواند با تغییر ظرفیت و یا تغییر سوخت از منابع کم کارآمد و پایدار به منابع بهتر بهبود یابد. اما این عمدتا در سطح چهارم سلسله مراتب قرار داده می شود.
انرژی تجدید پذیر منابع طبیعی انرژی را توصیف می کند که در اصل منابعی هستند که جایگزینی آنها مداوم است و تمام ناشدنی می باشند. با توجه به اینکه این منابع غیرقابل اتمام هستند یا به طور طبیعی دوباره پر شده اند، در دو طبقه قرار می گیرند.
گروه اول از انرژی های تجدید پذیر از منابع آب و هوایی یا عنصری، مانند نور خورشید، باد، امواج، جزر و مد یا بارندگی (نیروگاه آبی) ناشی می شود. انرژی زمین گرمایی از گرمای هسته زمین نیز در این دسته قرار می گیرد.
این انرژی ها غیرقابل اتمام هستند زیرا بیشتر آنها در نهایت از انرژی ناشی از خورشید حاصل می شوند، که عمر تقریبی آن ۶٫۵ میلیارد سال است.
گروه دیگر از انرژی های تجدید پذیر، با نام زیست فناوری، از زیست توده ها ناشی می شود که چرخه رشد نسبتاً کوتاهی دارند. بیو انرژی معمولاً با احتراق تبدیل می شود و بنابراین باعث انتشار کربن می شود.
منابع بیولوژیکی می توانند مانند چوب و محصولات انرژی زا جامد باشند یا ممکن است مانند سوخت های زیستی مایع باشند و یا حتی مانند بیومتان حاصل از هضم بی هوازی به صورت گازی باشند.
اولویت بعدی در سلسله مراتب انرژی، شامل منابعی می شود که کاملاً پایدار نیستند، اما تأثیر محیطی کمی دارند. از نمونه های این دسته استفاده از سوخت های فسیلی با جذب و ذخیره کربن است.
انرژی هسته ای گاهی به عنوان منبع کم ضرر در نظر گرفته می شود، زیرا دارای انتشار کربن کم است.