L'énergie primaire est une forme d'énergie disponible dans la nature sans transformation. Si la source n'est pas utilisable directement, elle doit être transformée en une source d'énergie secondaire pour être utilisable et transportable facilement. On distingue la production d'énergie primaire, de son stockage et son transport sous la forme de vecteurs d'énergie et de la consommation d'énergie finale. Étant donné les pertes d'énergie à chaque étape de transformation, stockage et transport, la quantité d'énergie primaire est toujours supérieure à l'énergie finale disponible. On distingue les énergie primaire non renouvelables des renouvelables.

Les sources d'énergie primaire sont multiples :

• le pétrole brut ;
• le gaz naturel ;
• les combustibles solides (charbon, biomasse) ;
• le rayonnement solaire ;
• l'énergie hydraulique ;
• l'énergie géothermique ;
• l'énergie tirée des combustibles nucléaires.

Il s'agit donc essentiellement d'énergie thermique et d'énergie mécanique.