Розвиток технічної цивілізації на Землі в XX ст. характеризувався стрімким збільшенням енергоспоживання. Так, за оцінками, з середини ХХ ст. до початку ХХІ ст. населення планети використало майже 2/3 всього палива, добутого людством за час свого існування. Такі бурхливі темпи розвитку енергетики спричинили появу низки гострих проблем.
На перший план виходить проблема ресурсозабезпеченості енергетичного господарства. З одного боку, сумарні запаси паливних ресурсів є досить великими, до того ж щороку стають відомими нові поклади викопного палива. Крім того, сучасна технологія відкриває доступ до використання нетрадиційних джерел енергії; це свідчить на користь того, що абсолютного дефіциту енергетичних ресурсів на планеті поки що не існує.
З іншого боку, спостерігається відносна ресурсна обмеженість, зумовлена можливістю швидкого вичерпання найбільш доступних родовищ, і перехід до розробки більш складних, що спричинює подорожчання енергоносіїв і робить використання значної частини паливних ресурсів нерентабельним. Вчені прогнозують наближення того моменту, коли енергетичні витрати на розвідування й добування головного виду палива (нафти) за межами Близького Сходу перевищуватимуть вартість енергії, яку може бути одержано.
Поряд із цим особливої гостроти набули проблеми, пов’язані з негативним впливом енергетики на стан навколишнього середовища. Масове використання викопного палива (нафти, вугілля, газу) є шкідливим для природи й здоров’я людини через викиди, що містять важкі метали, діоксид сірки, оксид азоту та інші шкідливі речовини. Рослини та океан уже не встигають поглинути всю кількість вуглекислоти, яка утворюється внаслідок спалювання органічного палива. Це веде до поступового збільшення її концентрації в атмосфері, що посилює «парниковий ефект» і викликає потепління клімату.
Якщо тенденція зростання споживання енергії та викидів діоксиду вуглецю збережеться, то вже до 2025 р. на Землі потеплішає на 2° С, що призведе до глобальних катастрофічних наслідків: зміщення кліматичних зон, зникнення багатьох видів рослин, скорочення лісових площ, збільшення пустель, танення полярних льодів і гірських льодовиків тощо. Окрім цього, спалювання викопних видів палива й дров порушує баланс кисню в атмосфері, оскільки на 1 т органічного палива при цьому витрачається більш як 2 т чистого кисню. Розширення його споживання на техногенні потреби, зменшення його відтворення через вирубування лісів веде до виникнення на планеті реальної небезпеки дефіциту кисню. Усе це створить небезпеку голоду, хвороб, масових міграцій населення із зон екологічного лиха.
Першочерговими заходами, що дозволили б змінити негативні тенденції у сфері енергетики, є: 1) підвищення ефективності використання енергії (за нинішнього рівня технологій можна зменшити сумарне споживання енергії на 35–45 %); 2) зменшення шкідливих викидів в атмосферу, завдяки новим технологіям очищення відпрацьованих газів; 3) зміна структури паливно-енергетичного балансу через розвиток альтернативної енергетики; 4) вжиття заходів для сповільнення темпів приросту населення.