Традиционной, исторически самой значимой отраслью является топливная энергетика. В х годах XX века новый толчок энергетическому развитию СССР дало масштабное строительство районных тепловых и гидроэлектростанций. В пятидесятые годы прогресс в энергетической области был связан с научными разработками в области атома и строительством атомных электростанций. В последующие годы происходило освоение гидропотенциала Сибири и ископаемых ресурсов Западной Сибири.
Значение электроэнергетики в экономике России, так же как и её общественной жизни трудно переоценить это основа всей современной жизни. По важному показателю выработке на одного жителя в 2005 году страна находилась приблизительно на одном уровне с такими энергоимпортирующими государствами как Германия и Дания, имеющими меньшие транспортные потери и затраты на отопление. Однако после спада в 90-х с 1998 года потребление постоянно растёт, в частности в 2007 году выработка всеми станциями единой энергосистемы составила 997,3 млрд к Вт·ч (1 082 млрд к Вт·ч в 1990 году). Суммарное производство электроэнергии в 2014 году составило 1 064,1 млрд к Вт·ч.
Россия обладает технологией ядерной электроэнергетики полного цикла, от добычи урановых руд до выработки электроэнергии, обладает разведанными запасами руд, на 2006 год оцениваемыми в 615 тыс. т. урана, а также запасами в оружейном виде. Кроме того страна прорабатывает и промышленно применяет технологию реакторов на быстрых нейтронах, увеличивающую запасы топлива для классических реакторов в несколько раз.
В 2007 году российскими гидроэлектростанциями выработано 177,7 млрд к Вт·ч электроэнергии, что составило 17,8 % всей выработки. На 2010-е годы доля гидроэнергетики в выработке находится на уровне %.
Основой топливной и в целом внутренней энергетики на 2010-е остаётся эксплуатация значительных газовых месторождений Западной Сибири (Уренгойское, Ямбургское, Запол ярное, в перспективе Бованенковское). Второй по значению для внутренней энергетики подотраслью является нефтяная промышленность, обеспечившая на 2005 год внутреннее потребление в размере около 110 млн т нефти и газового конденсата, что составило около 20 % полного потребления энергоресурсов.
Перспективы топливной энергетики в России заключаются в использовании научных достижений для уменьшения потери топлива и сырья и вовлечения в эксплуатацию новых месторождений. Топливно-энергетическая промышленность оказывает значительное негативное влияние на окружающую среду: при добыче полезных ископаемых нарушается почвенный покров, целые природные ландшафты. При добыче и транспортировке нефти и газа происходит загрязнение атмосферы, почв и Мирового океана.
Из возобновляемых ресурсов наиболее широкое применение имеет энергетическое использование древесины в виде дров. Это прежде всего отопление домов, приготовление пищи и подогрев воды в слаборазвитых сельскохозяйственных районах где нет доступа к магистральному природному газу, относительно дорога доставка угля, и имеются значительные лесные запасы.
До 1990-х годов ощутимую роль в топливной энергетике занимала торфяная промышленность, годовая добыча которой в середине 70-х достигала 90 млн тонн. преимущественно топливного сырья, на середину 2000-х добыча торфа не превышает 5 млн тонн в год. Разведанные запасы торфа свыше 150 млрд т. (40 % влажности), ежегодно образуется до 1 млрд м³ торфа, основные запасы сконцентрированы в западной Сибири и на северо- западе европейской части. Ресурсы торфяных месторождений несколько более концентрированы, однако при этом зачастую ещё более труднодоступны, чем лесные.
Технический потенциал ветровой энергии России оценивается в размере свыше 50 трлн к Вт·ч/год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд к Вт·ч/год, то есть около 30 процентов производства электроэнергии всеми электростанциями России.