Primārā enerģija ir jebkura enerģija, kas pastāv dabiski un ko cilvēki nav pārveidojuši citā formā. Primāro energoresursu piemēri ietver gan atjaunojamos resursus, piemēram, vēja un saules enerģiju, gan neatjaunojamos resursus, piemēram, fosilo kurināmo. Kad primārie energoresursi tiek apstrādāti spēkstacijā vai citā objektā, tie tiek pārveidoti par “nesējiem” jeb sekundārajiem enerģijas avotiem. Tie ietver degvielu un elektroenerģiju. Primārā enerģija ir aktuāla tēma enerģijas patēriņa statistiskai analīzei, jo tā nosaka cilvēka darbībai pieejamās enerģijas piegādi.
2011. gadā pasaulē visplašāk izmantotie primārās enerģijas avoti bija fosilais kurināmais, piemēram, nafta, ogles un dabasgāze. Fosilais kurināmais ražo lielu enerģijas daudzumu proporcionāli to vienības svaram, padarot tos par šobrīd visefektīvāko izvēli enerģijas ražošanai. Problēmas ar fosilo kurināmo ietver to ietekmi uz vidi — šo materiālu sadegšana atmosfērā izdala lielu daudzumu oglekļa dioksīda, ko nevar viegli absorbēt, un to, ka tie nav atjaunojami. Tādas vielas kā ogles un nafta tiek ražotas miljoniem gadu, sadaloties bioloģiskajiem organismiem. Cilvēku sabiedrība izmanto fosilo kurināmo daudz ātrāk, nekā to var atjaunot, padarot iespējamo deficītu neizbēgamu.
Samazinoties fosilā kurināmā piedāvājumam, arvien vairāk tiek pētīti alternatīvie enerģijas avoti. Kodolreaktori ražo enerģiju no urāna, primārā enerģijas resursa, kas dabiski atrodams zemē. Lai gan kodolelektrostacijas var radīt lielu enerģijas daudzumu no maziem urāna daudzumiem, kodolenerģija joprojām veido tikai nelielu daļu no pasaules enerģijas ražošanas vides un drošības apdraudējumu, kā arī politisko faktoru dēļ. Urāns arī tehniski ir neatjaunojams resurss, jo tas zemē netiek papildināts pietiekami lielā ātrumā, lai novērstu cilvēka patēriņu.
Saules, vēja un hidroelektrostacija ir tādu tehnoloģiju piemēri, kas izmanto atjaunojamos primārās enerģijas avotus — enerģijas avotus, kurus pastāvīgi papildina dabiskie procesi. Biomasa ir vēl viens piemērs. Saules enerģija augos tiek piesaistīta fotosintēzes ceļā, kas ir bioķīmiskais process, kurā augi pārvērš saules gaismu enerģijā. Dedzinot, augi atbrīvo šo enerģiju. Biodegviela, cietais vai šķidrais kurināmais, kas rafinēts no augiem, ir sekundārie enerģijas produkti, kas izmanto šo principu.
Tā kā primāro enerģijas avotu, piemēram, fosilā kurināmā, ieguve kļūst grūtāka piegādes samazināšanās dēļ, tiek izmantota attiecība, kas pazīstama kā enerģijas atdeve no ieguldījumiem (EROI). EROI ir no primārā enerģijas avota iegūtās enerģijas daudzuma attiecība pret enerģijas daudzumu, kas iztērēts tā iegūšanai. Ja resursa iegūšanai ir nepieciešams vairāk enerģijas, nekā no tā var iegūt, tad vairs nav ekonomiski izdevīgi izmantot šo resursu, jo šajā procesā enerģija tiks zaudēta. Lai gan EROI ir kritizēts par sarežģītā enerģijas ieguves procesa pārmērīgu vienkāršošanu, tas joprojām ir faktors, kas nozarēm un valdībām nosaka, kā taupīt enerģijas patēriņu un ieguldīt dažādos primārās enerģijas avotos.