Matriz energética é o conjunto de fontes utilizadas para atender às necessidades de energia de um país, região ou do mundo, considerando a participação de cada uma. Inclui fontes como petróleo, carvão mineral, gás natural, biomassa, energia hidráulica, solar, eólica e nuclear, empregadas em transportes, indústrias, residências e outras atividades.
A matriz energética abrange todos os usos de energia, enquanto a matriz elétrica considera apenas as fontes utilizadas para gerar eletricidade. Por isso, um país pode produzir eletricidade principalmente com fontes renováveis e ainda depender de combustíveis fósseis nos transportes. Essa distinção é para avaliar dependência externa, segurança do abastecimento e impactos ambientais.