因为能量的定义来自作功 (work)，所以在国际单位制SI中，能量的单位与功一样—–即是焦耳(J)。焦耳这个单位是为了纪念英国的物理学家James Prescott Joule，他在热功当量方面的实验(mechanical equivalent of heat)有巨大贡献。SI制中，1焦耳等于1牛顿?米。能量单位在不同的领域中，各有其常用的单位，分述如下：
1.在原子物理(atomic physics)，粒子物理(particle physics)和高能物理(high energy physics)方面，常用电子伏特(electronvolt eV)，1 eV表示将一个电子提高一伏特电位能所需的能量。
1 eV=1.60217653×10-19J。
2.光谱学中，因为E=hν=hc/λ，能量正比于波长的倒数，所以常以cm-1为能量单位，1cm-1=0.0001239eV 。
3.在讨论能量的产生与消耗时，常用到BOE (barrel of oil equivalent)和toe (ton of oil equivalent)为能量单位。燃烧1桶的原油，大约产生6.1178632 × 109 J的能量， 即1 BOE=6.1178632 × 109 J﹔燃烧1吨的原油大约产生42 GJ 的能量，即1 toe = 42 GJ。
4.在爆炸中，讨论能量被释出时，相当于若干TNT的单位就常被使用，1吨(ton)的TNT相当于4.2×109 焦耳，因此，1kT TNT就是4.2×10 12焦耳，
1MT TNT就是 4.2×10 15焦耳。
5.在cgs制度中，能量的单位是耳格(erg)，1erg=1.0×10-7J。
6.有时能量和作功的单位也会用到脚磅力( foot-pound-force)和马力时(horsepower-hour)，1脚磅力约为1.3558 J，1 horsepower-hour约为2.6845J，
一英热单位(BTU)(British thermal unit)约等于 1055J。
7.在日常生活的电力中，能量单位常用千瓦-小时(kilowatt-hour kWh)表示，1 kWh相当于3.6×106 J (3600 kJ or 3.6 MJ)。
电力上，常以每年千瓦-小时(kWh/yr)表示能量的转换情形。
8.热学上的单位常用:卡(calorie cal)，1cal=4.184 J，4.18又称为热功当量。
9.日常生活中计算食物经新陈代谢作用释放出来的热量，常用大卡 (Calories)或千卡 (kilocalorie)当单位，1大卡(千卡) =103小卡。
