能源光电子学是指基于半导体光电子学，以光电能源转换、传输、储存和利用为研究目标的新兴学科。
能源光电子或称能量光电子（Energy Optoelectronics）属于半导体光电子学。
不同于已受到充分重视的信息光电子，能源光电子主要着眼于光电之间的能转换效率。近年来，随着太阳能电池、半导体照明等领域的迅速发展，逐渐开始指代包括与能源生产、储存、传输、节约和利用等有关的光电子技术领域。 目前能源光电子主要的领域包括半导体太阳能电池和半导体照明领域。
早期半导体光电子技术主要是指半导体激光、半导体探测器技术等，按照侧重主要分为两类：光子作为信息的载体,应用于信息的探测，传输，存储，处理和运算，称信息光电子技术；其次是光子作为能量的载体,作为高能量和高功率的束流，应用于材料加工、医学治疗、太阳能转换、核聚变等，称能量光电子技术。随着近年社会来对节能和可再生能源技术的要求以及技术本身的进步，能源光电子（或称能量光电子技术）不同于以往光电子技术的特征逐步显露出来。主要关注能量转换效率而非信息效率，表现出许多和既有光电子技术不同的特点和研究方法。
