Energiantuotanto vaikuttaa ympäristöön monin tavoin. Se aiheuttaa tämän hetken (1990-luku) mittavimmat maailmanlaajuiset ympäristöhaitat. Luonnonvarojen kuluminen voidaan lukea ympäristövaikutukseksi samoin kuin uusiutuvien luonnonvarojen liiallinen käyttö. Energian tuotantoa ja käyttöä varten joudutaan muuttamaan luontoa, esimerkikiksi patoamaan jokia, raivaamaan voimajohtoja varten johtokatuja sekä rakentamaan energiantuotantoa palvelevia rakennuksia ja laitoksia sekä niihin liittyviä varasto ym. Alueita, teitä, satamia jne. Polttoaineen tuotanto ja talous vaativat myös maa-alaa, samoin jätteiden käsittely. Energian tuotannon ja käytön eri vaiheissa syntyy päästöjä ilmaan ja veteen. 

Ympäristövaikusten kenttä on kaksiosainen. Se jakautuu lyhyellä aikavälillä vaikuttaviin kuormituksiin ja pitkän aikavälin ongelmiin, joiden vaikutukset saattavat ulottua useiden sukupolvien päähän. Energiantuotanto sisältää molemmat edellämainitut aspektit. Happamoitumista voidaan pitää esimerkkinä siitä, kuinka tekniikka lyhyellä aikavälillä vaikuttaa ympäristöömme, kun taas hiilidioksidi – kasvihuoneilmiö ja ydinjätteen varastointi ovat esimerkkejä pitkän aikajänteen vaikutuksista, jotka ulottuvat vuosikymmenien päähän. 

Energiantuotannossa syntyvät ympäristöhaitat riippuvat käytettävästä energiamuodosta, käytön laajuudesta sekä poltto- ja puhdistustekniikoiden tasosta. Ympäristöhaittoja aiheutuu niin polttoaineiden hankinnasta, kuljetuksesta ja jakelusta kuin itse energian tuottamisesta ja energiajärjestelmien rakentamisesta. 

Tarkasteltaessa tietyn energian tuotantotavan ympäristövaikutuksia kokonaisuutena otetaan huomioon kaikki tuotannon vaatimat vaiheet, kuten polttoaineen hankinta, jalostus, varastointi ja kuljetukset, varsinainen energian tuotantoprosessi sekä jätteiden käsittely. Tällöin puhutaan usein energiantuotantoketjua koskevasta tarkastelusta. Huomioon voidaan ottaa myös tarvittavat rakentamisen, raaka-aineiden, kemikaalien yms. ympäristövaikutukset. Tällaisista laajoista tarkasteluista käytetään nimitystä elinkaarianalyysi. 

Energian käyttö voidaan jakaa välittömään ja välilliseen käyttöön. Kaikkien tavaroiden ja palveluiden tuottamiseen kuluu energiaa monessa vaiheessa. Hankittaessa tuotteita tai palveluita, hankitaan samalla niiden aikaansaamiseen käytettyä energiaa. Kyseisiin tuotteisiin ja palveluihin sitoutunutta energiaa kutsutaan välilliseksi energiaksi, mitä me normaalissa elämässämme huomaamattamme käytämme hyvin runsaasti.