对人类能源的利用史略加考查，可以发现人类对能源的利用主要有三大转换第一次是煤炭取代木材等成为主要能源；第二次是石油取代煤炭而居主导地位；第三次是２０世纪后半叶开始出现的向多能源结构的过渡转换。人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。人类利用能源的历史可分为五大阶段（１）火的发现和利用；（２）畜力、风力、水力等自然动力的利用；（３）化石燃料的开发和热的利用；（４）电的发现及开发利用；（５）原子核能的发现及开发利用。１８世纪前，人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用，尤其是木材，在世界一次能源消费结构中长期占据首位。蒸汽机的出现加速了１８世纪开始的产业革命，促进了煤炭的大规模开采。到１９世纪下半叶，出现了人类历史上第一次能源转换。１８６０年，煤炭在世界一次能源消费结构中占２４％，１９２０年上升为６２％。从此，世界进入了“煤炭时代”。１９世纪７０年代，电力代替了蒸汽机，电器工业迅速发展，煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。１９６５年，石油首次取代煤炭占居首位，世界进入了“石油时代”。１９７９年，世界能源消费结构的比重是石油占５４％，天然气和煤炭各占１８％，油、气之和高达７２％。石油取代煤炭完成了能源的第二次转换。

但是地球上石油的储量有限，石油的大量消费，使能源供应严重短缺，世界能源向石油以外的能源物质转换已势在必行。世界能源正面临一个新的转折点。在能源消费结构中，已开始从石油为主要能源逐步向多元能源结构过渡。新能源包括地热、低品位放射性矿物、地磁等地下能源；还包括潮汐、海浪、海流，海水温差、海水盐差、海水重氢等海洋能和风能、生物能等地面能源；以及太阳能、宇宙射线等太空能源。在这些能源中，核能是最有希望取代石油的重要能源。