Энергия характеризуется не только количеством, но и качеством. Известно много форм и видов энергии: солнечная, химическая, тепловая, механическая, электрическая, атомная и т.д. Причем различные формы отличаются по своему качеству, то есть своей способности производить полезную работу. Концентрированные формы энергии (например, энергия ископаемых видов топлива: угля, нефти, газа) обладают высоким качеством. По сравнению с ними качество энергии солнечного света, слабого ветра, прибоя значительно ниже. Еще ниже рабочий потенциал у рассеянной тепловой энергии.
Величиной, позволяющей оценить качество данного вида энергии, является эксергия − полезная доля участвующей в каком-либо процессе энергии. Чем выше эксергия какого-либо вида энергии, тем большую полезную работу можно совершить при тех же энергетических затратах. Но для создания энергии более высокого качества необходимо затратить энергию низкого качества. Так, солнечная энергия вовлекается в биосфере в цепь превращений, переходя в энергию органического вещества, а затем в энергию ископаемых видов топлива. Причем на каждом этапе уменьшается количество энергии (за счет рассеивания в окружающую среду), но повышается ее качество. Качество энергии в биосфере во многом определяется длиной пути, пройденной ею от Солнца. В табл. 1 приведено сравнение качества различных видов энергии. За единицу принято качество энергии ископаемых видов топлива (нефти, угля).
Таблица 1
Сравнение качества различных видов энергии
| Вид энергии | Качество энергии |
| Тепловая энергия | 0,0001 |
| Солнечная энергия | 0,0005 |
| Энергия древесины | 0,5 |
| Энергия ископаемых видов топлива | |
| Электроэнергия |
Из таблицы 1 видно, что качество энергии ископаемых видов топлива в 2000 раз выше качества солнечной энергии, но в 4 раза ниже качества электроэнергии. Данные таблицы объясняют трудность использования солнечной энергии: для того, чтобы при помощи солнечного света получить энергию, эквивалентную выделяющейся при сгорании угля, его необходимо сконцентрировать в 2000 раз. В настоящее время недостаточно разработаны технологии концентрирования энергии. Но можно использовать энергию низкого качества для выполнения низкокачественных работ (например, обогрева зданий). Согласно принципам рационального природопользования, качество используемой энергии должно соответствовать качеству выполняемой работы.