Наприкінці XIX ст. теплоенергетика, що є і в даний час кількісно переважаючою, отримала, так само як і гідроенергетика, значний стимул до прискореного розвитку завдяки виробництву електричної енергії. Електрична енергія вже не береться безпосередньо з природи, а виробляється на теплових, гідравлічних та інших електростанціях. Тому електроенергетика, як вторинна енергетика, використовувалася завдяки своїй транспортабельності і можливості трансформуватися в інші види енергії, але вона не стала самостійною, незалежною формою енергетики, не замінила первинні теплоенергетику і гідроенергетику, а навпаки, стимулювала їх подальший, вельми прискорений розвиток, знаменуючи разом з ними наступний, четвертий період - комплексної енергетики.

Новим етапом у розвитку енергетики, що виникла в середині XX ст., стала атомна енергетика, джерелом якої може служив штучно викликаний розпад важких або з'єднання легких ядер атомів.

Новим джерелом, і поки що єдиним, є енергія поділу ядер атома, використовувана в реакторах АЕС.

Атомна енергія займає одне з провідних місць серед інших енергетичних джерел. За запасами енергії атомні види палива (уран-238 і торій-232) приблизно в 20 разів перевершують усі органічні палива, разом узяті. Це може дати людству на довгий час потужне джерело енергії, необхідне для забезпечення неухильного технічного прогресу. Застосування атомної енергії відкрило нову еру в розвитку науки і техніки та створює передумову для вирішення ряду наукових і технічних завдань, які раніше не вдавалося здійснити.

Атомна ера почалася з дня введення в експлуатацію першої в світі атомної електростанції в підмосковному місті Обнінську 27 червня 1954.