La transition énergétique désigne à la fois l'évolution passée de la répartition des énergies consommées sur la planète (bois, hydroélectricité, charbon, pétrole, gaz naturel, nucléaire, etc.) et, pour l'avenir, l'objectif politique et technique d'une modification structurelle profonde des modes de production et de consommation de l'énergie. C'est l'un des volets de la transition écologique. La possibilité de changer le niveau de consommation d'énergies et sa répartition entre différents modes résulte des évolutions techniques, des prix et de la disponibilité des ressources énergétiques, mais aussi d'une volonté des populations, des gouvernements, des entreprises qui souhaitent réduire les effets négatifs de ce secteur sur l'environnement. Diverses institutions scientifiques, gouvernementales et ONG ont proposé des définitions et scénarios de transition énergétique. Les scénarios envisagés consistent souvent à passer du système énergétique actuel, reposant sur l'utilisation de ressources non renouvelables, vers un mix énergétique recourant principalement à des ressources renouvelables, voire s'appuyant sur une réduction de la consommation. Cela implique d'adopter des alternatives aux combustibles fossiles, ressources limitées et non renouvelables (aux échelles humaines de temps), et de les remplacer par des sources d'énergies renouvelables pour la quasi-totalité des activités humaines (transport, industrie, éclairage, chauffage). En Europe occidentale, la majorité des scénarios prévoient aussi de réduire progressivement le recours aux combustibles nucléaires (matières radioactives telles que l'uranium et le plutonium). Une autre version de cette transition, majoritaire dans le reste du monde, encourage des énergies moins émettrices de gaz à effet de serre sans renoncer à l'énergie nucléaire, considérant que la lutte contre le changement climatique sur lequel alerte le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) est une priorité.