現代物理學已明確了質量與能量之間的數量關系，即愛因斯坦的質能關系式：E=MC_。能量的單位與功的單位相同，在國際單位制中是焦耳（J）。在營養學中除了用焦耳（J）作為能量單位以外，有時也用卡路裏（cal）作為能量單位，1卡路裏約等於4.184焦耳。在原子物理學、原子核物理學、粒子物理學等領域中也用電子伏特（eV）作為能量單位，1電子伏特=1.602,18×10－19焦。在理論物理領域，也有用爾格（erg）作為能量單位的，1爾格=10－7焦。能量以多種不同的形式存在。
按照物質的不同運動形式分類，能量可分為核能、機械能、化學能、內能（熱能）、電能、輻射能、光能、生物能等。這些不同形式的能量之間可以通過物理效應或化學反應而相互轉化。
各種場也具有能量。在營養學中，能量指的是食物中所含有的能被人體所吸收的化學能（生物質能），食物中的能量有時也可以稱作熱量，正常成年人每天消耗的能量約為8.4×106焦（8400千焦，NRV營養素參考值）。