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能量轉換效率（energy conversion efficiency，η ）是指一個能量轉換設備所輸出可利用的能量相對其輸入能量的比值。輸出的可利用能量可能是電能、機械功或是熱量。輸入能量與輸出可利用能量的差值，稱為能量損耗。當能量轉換流程的效率愈高，能量損耗就愈少。工程師都會盡可能提高能量轉換效率，以節省能量損耗產生的浪費與費用。
能量轉換效率沒有一致的定義，主要和輸出能量可利用的程度有關。
一般而言能量轉換效率是一個介於0到1之間的無量綱數字，有時也會用百分比表示。能量轉換效率不可能超過100%，因为永動機不存在。不過像熱泵之類的設備將熱由一處移到另一處，不是進行能量的轉換，其性能係數往往會超過100%。
以下的效率都是能量轉換效率。
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燃料的燃燒熱可以以其HHV（高熱值）或LHV（低熱值）表示，高熱值的燃燒熱是在燃燒後，生成物的水蒸氣已凝結成液態時的燃燒熱，因此加上水凝結時的潛熱。低熱值的燃燒熱則是在燃燒後，生成物的水蒸氣仍維持氣態時的燃燒熱，不考慮水凝結時的潛熱。
燃料熱值的選用會影響其能量轉換效率的計算。在歐洲一燃料可產生的能量是其低熱值表示，不考慮水凝結時的潛熱，以若此方式計算冷凝式鍋爐的「熱效率」，其數值可能會超過100%，其原因是其工作原理會利用到部份水凝結時的潛熱，但計算輸入能量時未考慮此部份所造成，不違反熱力學第一定律。在歐洲以外的國家，一燃料可產生的能量是其高熱值表示，已考慮水凝結時的潛熱，以此為基礎計算能量轉換效率，其數字就不可能超過100%。
| 能量效率 | |
|---|---|
| 內燃机及外燃机 | 10-50%[1] |
| 燃氣渦輪發動機 | 最大可到40% |
| 燃氣渦輪發動機加上蒸汽渦輪發動機（複合循環） | 最大可到60% |
| 水力發動機 | 最大可到90% |
| 風力發動機 | 最大可到59%（理論上限） |
| 2008年世界发电 | 总产量 39%, 净产出 33%[2] |
| 太阳能电池 | 6%-40%（和使用技術有關，一般的效率約15%，理論上限為85%-90%） |
| 槍械 | ~30%（.300英吋的子彈） |
| 燃料電池 | 最大可到85% |
| 水的電解 | 50%-70%（理論上限為80%-94%） |
| 光合作用 | 最大可到 6% [3] |
| 肌肉 | 14% - 27% |
| 电动机 | 30-60%（功率小於10瓦的小电动机），50-90%（功率在10瓦到200瓦之間的电动机），70–99.99%（功率超過200瓦的电动机） |
| 家用冰箱 | 低階系統約20%，高階系統40-50% |
| 電燈泡 | 5-10% |
| 發光二極體 | 最大可到35% [4] |
| 螢光燈 | 28% [5] |
| 鈉燈 | 40.5% [5] |
| 金屬鹵化物燈 | 24% [5] |
| 開關電源 | 實務應用可以到95% |
| 电淋浴器 | 90-95% |
| 电热器 | 約95% |
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