未經加工轉換的、存在於自然界的原始態能源。包括從高處流下的水力能，地球表面吹動的風能，太陽能，生物質能（指柴草、秸稈等），存在於海洋的潮汐能、波浪能、潮流能、溫差能、鹽差能等；藏於地下的地熱能；還有人類應用最普遍的煤、石油和天然氣等。人類利用一次能源的歷史悠久，但直接燃用一次能源（如直接燃煤、燃油、燒柴火等），一方面是不方便；另外由於利用效率低，應用範圍窄，加上對環境造成的污染，人類就想辦法將一次能源加工轉換成高效、潔淨且便於利用的二次能源。
一次能源進一步分類：凡是可以不斷得到補充或能在較短周期內再產生的能源稱為可再生能源，反之稱為非可再生能源。風能、水力能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質能等是可再生能源，煤、石油和天然氣等是非可再生能源。地熱能基本上是非可再生能源，但從地球內部巨大的蘊藏量來看，又具有再生的性質。核能的新發展將使核燃料循環具有增殖的性質。核聚變能比核裂變能可高出5～10倍，核聚變最合適的燃料重氫（氘）大量存在於海水中，可謂“取之不盡，用之不竭”。