Energian muuntaminen on prosessi, jossa energia muuttuu muodosta toiseen. Tämä prosessi tapahtuu koko ajan, sekä maailmassa että ihmisten sisällä. Kun ihmiset kuluttavat ruokaa, keho hyödyntää ruoan sidoksissa olevaa kemiallista energiaa ja muuntaa sen mekaaniseksi energiaksi, uuteen kemiallisen energian muotoon tai lämpöenergiaan. Energianmuutos on tärkeä käsite fysiikan soveltamisessa. Kyky muuttaa energiaa automatisoi, sytyttää, viihdyttää ja lämmittää maailmaa hämmästyttävän monin tavoin.
Energianmuutoksen käsitettä voidaan havainnollistaa useissa yhteisissä toiminnoissa. Moottori, kuten auton moottori, muuntaa kaasun ja hapen kemiallisen energian moottorin liikkeen mekaaniseksi energiaksi. Lamppu muuttaa lampun kemiallisen energian sähkömagneettiseksi säteilyksi tai valoksi. Tuulimyllyt hyödyntävät tuulen energiaa ja muuttavat sen mekaaniseksi energiaksi turbiinin siipien liikkeessä, joka muutetaan sitten sähköenergiaksi. Aurinkopaneelit muuttavat valon sähköksi.
Energian muutos voidaan selittää myös potentiaalienergialla, järjestelmän varastoidulla energialla, joka voidaan muuntaa kineettiseksi energiaksi, liikeenergiaksi. Esimerkiksi mäen huipulla istuvalla vuoristoradalla sanotaan olevan potentiaalista energiaa. Tämä potentiaalinen energia on painovoima, joka saadaan, kun vuoristorata liikkuu mäkeä ylös. Kun vuoristorata alkaa liikkua mäkeä alas, painovoima kohdistuu ja potentiaalinen energia muuttuu liikkuvan auton kineettiseksi energiaksi. Energianmuutosten aikana potentiaalinen energia muuttuu usein kineettiseksi energiaksi ja takaisin potentiaalienergiaksi.
Kaikenlaisen energianmuutoksen aikana osa energiasta häviää ympäristölle. Tämän menetyksen seurauksena yksikään kone ei ole koskaan 100% tehokas. Yleensä osa energian muuntamisen aikana menetetystä energiasta häviää lämmönä. Tämä voidaan havaita käytännössä huomioimalla tietokoneen, auton tai muun konetyypin, joka on ollut käytössä jonkin aikaa, tuottama lämpö.
Tietyn koneen tai järjestelmän kykyä muuntaa energiamuotojen välillä kutsutaan “energian muuntotehokkuudeksi”. Kaikilla järjestelmillä on erilainen energiatehokkuus. Esimerkiksi vesiturbiinien energiatehokkuus on erittäin korkea, lähes 90%, kun taas polttomoottoreiden muuntotehokkuus on 10% – 50%. Tekniikka ja fysiikka pyrkivät jatkuvasti järjestelmiin, jotka pystyvät saavuttamaan korkean energian muuntotehokkuuden.