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能量转换效率（energy conversion efficiency，η ）是指一个能量转换设备所输出可利用的能量相对其输入能量的比值。输出的可利用能量可能是电能、机械功或是热量。输入能量与输出可利用能量的差值，称为能量损耗。当能量转换流程的效率愈高，能量损耗就愈少。工程师都会尽可能提高能量转换效率，以节省能量损耗产生的浪费与费用。
能量转换效率没有一致的定义，主要和输出能量可利用的程度有关。
一般而言能量转换效率是一个介于0到1之间的无量纲数字，有时也会用百分比表示。能量转换效率不可能超过100%，因为永动机不存在。不过像热泵之类的设备将热由一处移到另一处，不是进行能量的转换，其性能系数往往会超过100%。
以下的效率都是能量转换效率。
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燃料的燃烧热可以以其HHV（高热值）或LHV（低热值）表示，高热值的燃烧热是在燃烧后，生成物的水蒸气已凝结成液态时的燃烧热，因此加上水凝结时的潜热。低热值的燃烧热则是在燃烧后，生成物的水蒸气仍维持气态时的燃烧热，不考虑水凝结时的潜热。
燃料热值的选用会影响其能量转换效率的计算。在欧洲一燃料可产生的能量是其低热值表示，不考虑水凝结时的潜热，以若此方式计算冷凝式锅炉的“热效率”，其数值可能会超过100%，其原因是其工作原理会利用到部分水凝结时的潜热，但计算输入能量时未考虑此部分所造成，不违反热力学第一定律。在欧洲以外的国家，一燃料可产生的能量是其高热值表示，已考虑水凝结时的潜热，以此为基础计算能量转换效率，其数字就不可能超过100%。
| 能量效率 | |
|---|---|
| 内燃机及外燃机 | 10-50%[1] |
| 燃气涡轮发动机 | 最大可到40% |
| 燃气涡轮发动机加上蒸汽涡轮发动机（复合循环） | 最大可到60% |
| 水力发动机 | 最大可到90% |
| 风力发动机 | 最大可到59%（理论上限） |
| 2008年世界发电 | 总产量 39%, 净产出 33%[2] |
| 太阳能电池 | 6%-40%（和使用技术有关，一般的效率约15%，理论上限为85%-90%） |
| 枪械 | ~30%（.300英寸的子弹） |
| 燃料电池 | 最大可到85% |
| 水的电解 | 50%-70%（理论上限为80%-94%） |
| 光合作用 | 最大可到 6% [3] |
| 肌肉 | 14% - 27% |
| 电动机 | 30-60%（功率小于10瓦的小电动机），50-90%（功率在10瓦到200瓦之间的电动机），70–99.99%（功率超过200瓦的电动机） |
| 家用冰箱 | 低阶系统约20%，高阶系统40-50% |
| 电灯泡 | 5-10% |
| 发光二极管 | 最大可到35% [4] |
| 萤光灯 | 28% [5] |
| 钠灯 | 40.5% [5] |
| 金属卤化物灯 | 24% [5] |
| 开关电源 | 实务应用可以到95% |
| 电淋浴器 | 90-95% |
| 电热器 | 约95% |
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