Energieträger sind die Medien, in denen Energie gespeichert werden kann. In der Technik hat das Speichern von Energie den Zweck, Energie abrufbar zu halten und sie gegebenenfalls transportieren zu können.

Die Idee, gespeicherte Energie zu nutzen, ist fast so alt wie die menschliche Kultur. So wird von alters her zum Beispiel das im Sommerhalbjahr wachsende Holz als Vorrat für den Winter gelagert und verfeuert. Dabei wird der chemische Wärmespeicher Holz stofflich verbraucht.

Bei den Wärmespeichern, die üblicherweise in technischen Anwendungen eingesetzt werden, wird ein Speichermedium (z. B. Wasser) mit Wärme be- und entladen, aber dabei stofflich nicht verbraucht.

Für das thermische Speichern  kommen Flüssigkeiten (oft Wasser) oder Feststoffe (Gestein) als Medium infrage. Eine Wärmedämmung verhindert das rasche Abkühlen des Speichermediums. Die meisten Hausheizungen decken bei einem Brennvorgang nicht nur die aktuelle Wärmenachfrage, sondern beladen gleichzeitig auch einen Wärmespeicher. Aus diesem Vorrat kann dann über einige Zeit hinweg der Wärmebedarf der Bewohner gedeckt werden. Erst wenn der Speicher zu kalt wird, startet der Brenner der Heizung erneut.

Inzwischen werden auch große, Wochen bzw. Jahreszeiten überbrückende Wärmespeicherkonzepte erprobt, die z. B. möglichst viel Sonnenenergie oder Abwärme aus Kraftwerken und Industrieprozessen für die Wärmeversorgung nutzen sollen. Diese Großspeicher  können sowohl der Versorgung einzelner Großbauten dienen als auch in Nahwärmenetzen für ganze Siedlungen eingesetzt werden. Moderne Wärmespeicher sind eine zentrale Komponente für einen effizienten Energieeinsatz.

Ein Alternative zur fühlbaren (sensiblen) Wärmespeicherung, bei der sich die Speicherwirkung in einer Temperaturerhöhung des Speichermediums bemerkbar macht, sind so genannte Latentwärmespeicher . Hier wird der Phasenübergang eines Stoffes, z. B. von fest nach flüssig genutzt, um Wärme zu speichern. Das Speichermaterial (z. B. Paraffin) beginnt beim Erreichen der Temperatur des Phasenübergangs zu schmelzen und erhöht dann, trotz weiterer Einspeicherung von Wärme, seine Temperatur nicht, bis das komplette Material geschmolzen ist.

Der Vorteil von Latentwärmespeichern: Es kann etwa doppelt so viel Energie im gleichen Volumen des Speichermediums gespeichert werden wie in einem sensiblen Wärmespeicher. Deswegen spricht man von der höheren Energiedichte des Latentwärmespeichers. Man kann sich die Wärmespeicherfähigkeit am Beispiel von Wasser leicht vor Augen führen: Um gefrorenes Wasser von 0°C zu flüssigem Wasser von 0°C zu schmelzen, braucht man in etwa so viel Energie, wie um Wasser von 0°C auf 80°C zu erhitzen. Noch mehr Energie wird für den Phasenübergang von Wasser zu Wasserdampf benötigt. Hier braucht man die 5,4-fache Menge der Energie, die nötig ist, um Wasser von 0°C auf 100°C zu erhitzen.

Elektrische Energie etwa kann man in Batterien oder Akkus (chemische Energie) speichern. Die elektrische Energie lässt sich z. B. für den Betrieb eines Handys später überall einsetzen. Elektrische Energie kann man aber auch als Lageenergie speichern. So verfügen Pumpspeicherkraftwerke  über ein oberes und ein unteres Staubecken. Bei geringer Stromnachfrage wird das Wasser mit elektrischer Energie gegen die Kraft der Erdanziehung in den höher gelegenen Speichersee gepumpt. Wird dann wieder mehr elektrische Energie benötigt, kann das im oberen Stausee gespeicherte Wasser zum Antrieb der Kraftwerksturbinen genutzt werden, um wieder Strom zu gewinnen. So helfen Pumspeicherkraftwerke, die Netzauslastung  zu regeln.

Zur Überbrückung kurzzeitiger Netzstörungen oder Nachfragespitzen wurden innovative Speichertechniken entwickelt, wie z. B. Super-Kondensatoren und Schwungradspeicher. Genau wie Schwungradspeicher bieten auch Druckluftspeicherkraftwerke  und Pumpspeicherkraftwerke  die Möglichkeit der indirekten Stromspeicherung. Kostengünstige Techniken zur Langzeitspeicherung von Strom im Großmaßstab existieren allerdings noch nicht.

Als Universalspeichermedium bietet sich Wasserstoff  an. Über die Elektrolyse kann Wasserstoff mithilfe jedes Energieträgers erzeugt und in flüssiger oder gasförmiger Form gespeichert und transportiert werden. Bei der Verbrennung kann dann Wärme freigesetzt oder in Brennstoffzellen Strom erzeugt werden.