에너지공학(Energy engineering)은 에너지의 생산, 변환, 저장, 수송, 소비에 이르는 전 과정을 다루는 공학 분야이다. 물리학, 수학, 화학 분야의 지식과 경제학 및 환경공학 실무를 결합한 학문으로, 가장 최근에 등장한 공학 분야 중 하나로 분류된다.
에너지공학이 다루는 주요 분야는 다음과 같다: 에너지 하베스팅(에너지 수확), 에너지 저장, 에너지 변환, 에너지 물질, 에너지 시스템, 에너지 효율성, 에너지 서비스, 설비 관리, 플랜트 엔지니어링, 에너지 모델링, 환경 규정 준수, 지속 가능한 에너지, 재생 가능 에너지 등이다.
에너지 엔지니어(에너지공학 기술자)의 주요 임무는 건물 및 제조 공정을 운영하는 가장 효율적이고 지속 가능한 방법을 찾는 것이다. 이들은 해당 프로세스에서 에너지 사용을 감사(audit)하고 시스템 개선 방안을 제안하며, 건물의 고급 조명, 더 나은 단열, 더 효율적인 난방 및 냉방 시스템 등을 제안하는 업무를 수행한다. 에너지 엔지니어는 환경 친화적인 방식으로 에너지를 얻고 사용하는 데 관심을 두지만, 해당 분야는 수력, 태양열, 바이오매스, 지열과 같은 재생 가능 에너지에만 국한되지 않으며 석유 및 천연가스 추출 분야에도 고용되어 있다.
에너지공학은 자원공학, 전기공학, 기계공학, 화학공학, 건축공학, 토목공학, 환경공학, 재료공학, 원자력공학 등 고전적인 공학 분야와 밀접하게 연계되어 있으며, 이들 분야에서 보편적으로 다루는 에너지 시스템 개념을 통합적으로 접근하는 학문적 특성을 가진다.