能源，对于一个国家来说具有十分重要的作用，它是一个国家发展的动力，也是民生的基本保障。特别是进入二十一世纪以来，随着科技的不断进步，人们对能源的依赖，特别是煤、石油、天然气等化石燃料的依赖更加强烈，能源的直接或间接消费已深入到我们的各个方面。如果没有了能源，我们的生活将寸步难行。
解决能源危机的办法，一是提高燃烧效率以减少资源消耗，实现清洁煤燃烧以减少污染；二是开发新能源，积极利用再生能源；三是开发新材料、新工艺，最大限度地实现节能。这三个方面都与材料有着极为密切的关系。对我国来说，首先要考虑的是提高能源生产效率，减少污染，其中当务之急是洁净煤燃烧。为了提高燃烧效率，要发展超临界蒸汽发电机组和整体煤气化联合循环技术，这些技术对材料的要求都十分苛刻。
氢能和核能是新能源，但都存在安全使用问题。氢在存储、运输及应用过程中存容易发生爆炸，加上氢对材料产生氢脆、氢腐蚀，从而产生氢渗漏等，所以近年来对储氢材料的研究很多。典型的储氢材料都是金属间化合物。这些金属间化合物比重大，有中毒失效问题，限制了其应用并且成本很高。正在研究的纳米碳管储氢能力高，受到广泛关注。包括我国在内的一些国家利用上述储氢合金作成氢能汽车，但由于有些技术问题有待解决，价格又无竞争能力，离产业化尚远。核能是廉价的清洁能源，由于核电站的安全与废料处理问题，目前发展缓慢。核电装置的改进仍在不断地进行，其中有不少材料问题。
目前科学家正在研究开发的替代能源有核能、风能、太阳能、地热、生物能和水力发电等。据今年7～8月份的美国《未来科学家》杂志报道，科学家预计，到2010年，风能、太阳能、地热、生物能和水力发电将占到全部能源需求的30％。目前，最有希望的新能源是核能。核能有两种：裂变核能和聚变核能。可开发的核裂变燃料资源可使用上千年，核聚变资源可使用几亿年，这能根本上解决能源危机。
随着材料科学技术特别是纳米技术受到高度重视，21世纪能源新材料将会得到迅速发展。
