Varje energiflöde skall registreras från det att energi tillförs systemet genom utvinning inom landet eller genom import till dess att det når den slutliga användaren antingen direkt eller efter omvandling till sekundära energibärare. Energireserver i form av naturresurser behandlas således inte i energibalanserna.

För att kunna beskriva sådana totala energiflöden krävs en rad "verklighetsförenklingar". De olika energislagen måste uttryckas i en gemensam enhet för att kunna summeras till totaler. Energiinnehållet i ett bestämt energiflöde är också beroende av var i omvandlingskedjan mätningen sker. FN rekommenderar att tre, helst fyra mätled, i energiflödet redovisas i en energibalans. Av praktiska skäl måste energibalansen avgränsas till statistiskt mätbara energibärare och transaktionsled.

En energibalans är sammansatt av energivarubalanser, dvs. balanser för enskilda energibärare som t.ex. kol eller för en grupp närbesläktade energibärare som t.ex. petroleumprodukter. Den visar flödet från tillförsel till användning men åskådliggör inte vad som händer vid omvandlingen till en annan form t.ex. elenergi. Energivarubalanser brukar redovisas i energibärarnas naturliga måttenhet (ton för kol, m3 för olja, Nm3 för gaser etc.). För att kunna sammanställa en övergripande energibalans måste enskilda energibärare uttryckas i en summeringsbar gemensam enhet.

Energibalansen liknar till viss del nationalräkenskapernas input-outputberäkningar, som visar förbrukning och produktion av varor och tjänster i värdetermer. Energibalanserna visar fysiska energiflöden i olika stadier av omvandling och användning.

Olika mätled i energibalansen

För att täcka hela energiflödet bör enligt FN:s rekommendationer som tidigare nämnts minst tre helst fyra led av energiflödet redovisas.

Det första mätledet "Total tillförsel av primär energi och likvärdig energi" ska omfatta inhemsk tillförsel av primär energi och genom lagerförändring och nettoimport tillförda såväl primära som sekundära energibärare. Detta mätsnitt brukar bl.a. användas som ett samlat mått på samhällets efterfrågan på energi. Tillförseln av primärenergi från vattenkraft och kärnkraft kan emellertid beräknas på flera sätt, vilka kan ge upphov till helt olika resultat. Sättet att redovisa vattenkraft och kärnkraft är därför en omstridd fråga.

Det andra mätledet "Energiomvandling", som utgör ett mellanled, omfattar de processer, där energi omvandlas från primärenergi till sekundär energi eller från sekundär energi till andra former av sekundär energi.

Det tredje mätledet "Slutlig användning för energiändamål" utgör ett samlat mått på den energi - såväl primär som sekundär - som tillförs de slutliga användarna. Även om energiinnehållet uttrycks i gemensamma enheter utifrån det termiska energiinnehållet är inte de olika energibärarna jämförbara. Skillnader, som beror på vad energin ska användas till och med vilken effektivitet detta kan ske, kvarstår. För uppvärmning hos slutanvändaren åtgår det t.ex. mer olja än el för att uppnå samma energitjänst. Vid konvertering från olja till el minskar exempelvis mängden energi för slutlig användning, trots att den energi som nyttiggörs är densamma. För att ge en rättvis bild av energianvändningen och dess förändringar över tiden behöver skillnader i effektivitet hos olika energibärare och hos olika användare beaktas.

Mellan mätleden uppkommer överföringsförluster för ledningsbunden energi dvs. el, fjärrvärme, naturgas etc.

Energibalanserna omfattar även vissa energivaror som används för icke-energiändamål. Exempel på sådana varor är råvaror för plastframställning, som primärt kan ingå i tillförseln av råolja eller i importen av oljeprodukter Eftersom denna användning är av speciell natur särredovisas den i ett mellanled och ingår således inte i mätledet “Slutlig användning av energi“.

FN rekommenderar att ett fjärde mätled "Nyttiggjord energi" redovisas. Det ska belysa den energi som motsvarar den nyttiggjorda energin i form av värme, ljus eller arbete. Förlusterna hos de slutliga användarna är fråndragna. Beräkningar av nyttiggjord energi är förenade med såväl rena definitionsproblem som mycket svåra mätproblem.

På grund av svårigheter att mäta nyttiggjord energi brukar såväl de internationella som nationella balanserna endast omfatta de tre första mätleden. Energibalanser som endast omfattar det första mätledet förekommer bl.a. i OECD:s kvartalsstatistik och Eurostats månadsstatistik.