علم الطاقة هو مجال دراسي يعنى بفهم الطاقة وتطبيقاتها في مختلف النواحي العلمية والتكنولوجية والاجتماعية. يشمل علم الطاقة دراسة مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة، وكيفية توليدها وتخزينها واستخدامها بكفاءة وفعالية.
يتضمن علم الطاقة دراسة الطاقة الشمسية، والرياح، والمائية، والنووية، والحرارية، والحيوية، وغيرها من مصادر الطاقة. كما يشمل أيضًا دراسة تقنيات توليد الطاقة مثل الطاقة الشمسية والرياحية والهيدروكربونات.
يهدف علم الطاقة إلى تطوير تقنيات وأساليب لتوليد الطاقة بشكل أكثر فعالية واستدامة، وكذلك تحسين كفاءة استخدام الطاقة وتقليل الانبعاثات الضارة للبيئة. يساهم علم الطاقة أيضًا في تطوير سياسات الطاقة وتشريعاتها، وتحليل تأثيراتها الاقتصادية والبيئية.