研究一定地域內能源的儲藏、生產、加工、消費、貿易，以及能源的結構、轉化、佈局、區劃和能源對環境作用的規律的領域。主要任務是論述能源的綜合佈局和部門佈局及其空間組合，自然、技術、經濟諸條件作用的分析，為國民經濟的發展提供科學依據和參考。常用的研究方法有實地調查法、地圖法、綜合分析法、平衡表法、能源模型研究法、優選法和統籌法等。
能源分類 能量是物質做功的能力，產生能量的物質稱為為能源。可以從不同角度對能源進行分類。
來源分類 可分為：①來自太陽的能量，除直接輻射外，並為風能、水能、生物能和礦物能源等的產生提供基礎；②月球和太陽等天體對地球的引力所產生的能量，如潮汐能；③鈾、釷等放射性礦物所產生的核能；④以熱能形式儲藏於地球內部的地熱能。
再生性分類 從能源物質能否再生可分為：①可再生能源，如太陽能、水力、風能、生物能等；②不可再生能源，如煤、石油、天然氣、鈾、釷等。
應用分類 可分為：①常規能源，指在當前已為人類社會廣泛應用的能源，如煤炭、石油、水力等；②非常規能源，指在當前限於技術、經濟水平，尚未廣泛應用的能源，如油頁巖、太陽能、地熱能、風能、潮汐能等，它們又可稱為新能源。
基本形態分類 可分為：①一次能源，指在自然界現成存在，不改變其形態就可直接取用的能源，又稱原生能源，如石油、天然氣、煤炭、水能、太陽能、生物能以及風能等；②二次能源，指由一次能源經加工轉換成另一種形態的能源，又稱次生能源，如電力、蒸汽、石油制品、煤氣等。
主要研究內容 可分為3個方面，即能源地理概論、區域能源地理和部門能源地理。
能源地理概論 主要研究能源地理的基本理論以及諸種能源的空間組合結構、轉化、佈局和區劃，歸納其特點，探索其客觀規律和原則。同時還研究諸種能源對環境的作用，提供合理、節約使用能源以保護環境的根本措施。
處於不同時期的能源空間結構，常因自然、技術、經濟條件的演變而發生轉化。如一次能源的消費結構，在資本主義產業革命以前，曾長期以可再生能源──主要是木材為主，使能源佈局分散、零星。18世紀中葉產業革命後，蒸汽機普遍使用，煤在消費結構中所占的百分比逐步上升，於19世紀70年代占世界一次能源消費結構中的24％，於20世紀初占有60％的優勢。這是世界能源消費結構的第一次大轉化。20世紀以來內燃機推廣，石油逐漸取代煤的地位，1965年石油首次占消費結構中的第一位，到70年代後期已占消費結構中的一半左右。這是世界能源結構的第二次大轉化。能源佈局上也相應出現瞭專業性的大產區、加工區、消費區，以及重要的能源運輸線和能源貿易的地區組合類型等新特點。經過70年代裡國際能源供應緊張和油價上漲的沖擊後，許多國傢都加強瞭煤炭、核電、水力的利用，重視新能源的研究，力圖降低石油在能源結構中的相對比重，開始進入瞭第三次能源結構的轉化時期。因而，今後世界能源佈局也將出現多能源綜合佈局。
能源經濟區劃是在深入研究一定空間范圍內能源的天然儲藏和生產的貧富程度、產銷聯系、結構和佈局特點後，再根據客觀規律和必要原則進行。
能源的開發、利用對環境產生影響，如排放有毒有害物質會污染自然環境，在超過環境容量的極限時，生態平衡會遭到破壞。能源對環境的影響還與所在地區的自然、社會條件和采取的控制措施有關。所以，能源地理通過對能源、環境、經濟的綜合性系統分析，力求合理地開發、利用和組合各種能源，使環境受到的污染和破壞減少，達到能源與環境協調發展的目的。
一定空間內能源的供需關系反映能源生產和消費的聯系，又同能源消費結構關系密切，因此能源的地區供需平衡也是能源地理探討的課題。
能源勘探、開采同能源開發的前部門（如勘探、開采用的機器制造業、技術訓練中心等）和後部門（如運輸、貿易、加工等）的結合方式，在不同空間和時間內，常因經濟發展水平、部門結構及其區域特征的不同而異。近年來能源地理對此也進行瞭探討。
區域能源地理 研究一定區域的能源地理。區域范圍大到全世界，小到一個縣不等。還可進行城市能源地理或農村能源地理的研究。每個特定的區域中，又包括對各類能源的研究。
部門能源地理 研究不同空間范圍的單部門能源地理，如世界太陽能地理、中國煤炭地理、南海石油地理等。具體包括下列6個方面：
①石油地理。研究在一定空間范圍內石油在能源結構中地位的演變及其對國民經濟發展和生產力佈局的影響；石油儲藏的地質基礎和油田分佈，其中石油圈閉和油藏的類型和分佈是首要研究內容；分析主要產油區的生產條件，評價其數量、質量，推測其發展前景；研究世界或地區的煉油能力、加工深度、各種油品生產的結構、佈局規律的演化；從原油和油品的消費數量、結構和佈局出發，分析世界或地區的石油儲、產、消比例，研究其空間供需聯系，進而探討石油的運輸線路、港口、進出口的地理分配、貿易動向等。世界石油地域供需的不平衡，促使國際石油的地理流動加劇。石油出口國和進口國之間，因地理位置、政治歷史和貿易傳統而產生的各種石油貿易和地理組合，也是石油地理研究的內容之一。此外，石油地理還從一定空間范圍來探討石油與環境，石油節約與替代能源等有關的地理問題。
②天然氣地理。多數天然氣與石油共生，成為油氣田，但也有單獨的氣田。第二次世界大戰後，隨著采油、采氣及其煉制和輸送技術的進步，天然氣不再被廢棄，天然氣地理的研究也隨之而展開。天然氣的采集和運輸要求建立長裡程的集氣管系統和輸氣管系統，以聯系產區和市場。天然氣儲存不便，加工成液化天然氣雖利於儲運，可是建立加工廠的投資大、生產成本高，造成生產佈局不廣泛的特點。
③煤炭地理。目前煤炭在世界能源結構中僅次於石油，占第二位。中國等國傢仍以煤炭占能源結構的首位。因此煤炭地理的研究歷久不衰。煤炭地理研究的主要內容有：從煤炭的生成原因和過程論述煤田的地質地理問題；從儲煤的數量、質量、潛力和地理環境作出評價，分析其發展和佈局的特點和規律；分析煤炭在動力、鋼鐵、化工等工業部門和鐵路、水運等運輸部門中的作用，及其綜合利用的現狀和前景對於開發和加工佈局的意義；研究煤炭的開采、加工、運輸的地理分佈、形成條件，以及在一定空間范圍內的相互聯系和制約等；從分析地理條件的角度，研究世界或地區煤炭業的前景。
④水能地理。水能主要用於水力發電，其優點是成本低、可連續再生、無污染。缺點是分佈受水文、氣候、地貌等自然條件的限制大。水能地理的主要任務是廣泛地聯系水文、氣候、地貌和電力的區域供需情況，研究水力發電的地理分佈條件、特點及其發展前景。受地理條件的限制，世界上大水電站往往遠離工業中心地區，因此輸電線的消耗也需計入發電成本內，成為其地理佈局的特殊因子之一。而另一方面，能源密集型的工業也常常集中分佈於大水電站附近，如電解鋁、鎂、鈦，制造鐵合金、重水和氨等的工業。
⑤核能地理。利用鈾等放射性元素的核能發電已成為一種新的重要能源，核電站建設速度增長很快。核電站所用原料量小體輕、運輸方便，但建設成本昂貴，技術要求很高，還須具備嚴格防止核污染的設施。這是核能地理需要探討的問題。
⑥新能源地理。新能源包括太陽能、地熱能、風能、海洋能等。現已有70多個國傢研究太陽能積聚、使用和儲運等問題。小規模的就地利用的太陽能，如熱水器、太陽灶等，稱為“軟太陽能技術”。大規模的、集中使用的稱為“硬太陽能技術”，如太陽能電池、太陽能發電等。美國、蘇聯、日本、聯邦德國和法國等太陽能利用技術都很發達。中國已在蘭州建立瞭“太陽能采暖與降溫示范基地”。科學傢已通過同步衛星將太陽能變成微波再傳送到地面使用。太陽能將是未來的主要能源之一。
地心每年向地表傳送大量熱能，但目前的利用還隻限於少數幹蒸汽田、熱水田和低溫田。對巖漿能、地壓帶能和熱幹巖能的利用尚在研究中。美國、菲律賓、意大利、中國、巴西、冰島、匈牙利等都已利用地熱能。用地熱發電成本低、無污染，但是勘探和開發技術復雜，並受地理環境的限制，過多利用還會導致地面下沉，有些地下熱水水質不純，對機器設備有腐蝕性，所以凈化和輸送也是推廣地熱能利用的重要問題。
風能的利用受地理條件嚴格制約，如風速較快、風向穩定、變幅較小才能用於發電；此外，風力發電機組建築費用和發電成本都較高昂，占地廣，設備使用時間短，因而使其佈局未能普及。但符合條件的地區建立風能發電也還是有利的，如阿留申群島、中國西北地區、西北歐西海岸、中非等地。美國已建功率達7300千瓦的世界最大風力發電機。丹麥、聯邦德國、荷蘭、澳大利亞和英國等也有瞭現代化風能發電站。
海洋能的潛力很大。目前已建立瞭一些分佈於河口、峽灣的潮汐發電站。歐洲和北美的沿海國傢正在探討冬季用電高峰時利用波浪能和洋流能發電，起到補充作用，並已建立試驗性發電站。中國在南海試驗使用波浪能和洋流能發電的小型發電機，用於航標燈。利用海洋表層和深水層的溫度差來驅動發電機，稱為海洋熱能發電，如今已有一些國傢進行試驗。
目前，對新能源的地理研究開展甚少，有待於開發利用的進一步發展和促進。