Une pyramide d’énergie est un modèle qui montre le flux d’énergie d’un niveau trophique, ou d’alimentation, à l’autre dans un écosystème. Le modèle est un diagramme qui compare l’énergie utilisée par les organismes à chaque niveau trophique. L’énergie dans une pyramide d’énergie est mesurée en unités de kilocalories (kcal). Les pyramides d’énergie sont similaires aux pyramides de biomasse, un autre type de pyramide trophique qui modélise la quantité de biomasse à chaque niveau trophique d’un écosystème.
La structure d’une pyramide énergétique reflète la structure trophique d’un écosystème. La pyramide est divisée en niveaux trophiques similaires à ceux d’une chaîne alimentaire. À la base de la pyramide se trouvent les producteurs, des organismes autotrophes qui fabriquent leur propre nourriture à partir de substances inorganiques. Tous les autres organismes de la pyramide énergétique sont des consommateurs. Ce sont des hétérotrophes, ce qui signifie qu’ils obtiennent de l’énergie alimentaire en consommant d’autres organismes. Les consommateurs de chaque niveau trophique se nourrissent d’organismes du niveau inférieur et sont eux-mêmes consommés par les organismes du niveau supérieur. Les consommateurs primaires sont des organismes qui consomment des producteurs; ainsi, la plupart des consommateurs primaires sont des herbivores, bien que certains puissent être des détrivores (organismes qui se nourrissent de matière organique en décomposition). Les consommateurs secondaires sont des carnivores qui se nourrissent de consommateurs primaires; et les consommateurs tertiaires sont des carnivores qui mangent des consommateurs secondaires. Dans de rares cas, un écosystème peut avoir un niveau trophique supplémentaire composé de consommateurs quaternaires — des carnivores qui consomment des consommateurs tertiaires.
La forme d’une pyramide d’énergie montre que la quantité d’énergie alimentaire entrant dans chaque niveau trophique est inférieure à la quantité entrée dans le niveau inférieur. Environ 90% de l’énergie alimentaire qui pénètre dans un niveau trophique est « perdue” sous forme de chaleur lorsqu’elle est utilisée par les organismes pour alimenter les activités normales de la vie telles que la respiration et la digestion des aliments; les 10% restants sont stockés dans les tissus des différents organismes. C’est cette dernière énergie qui est disponible pour être transmise au niveau trophique suivant. Ainsi, plus le niveau trophique de la pyramide est élevé, plus la quantité d’énergie disponible est faible.
Le nombre d’organismes à chaque niveau diminue par rapport au niveau inférieur car il y a moins d’énergie disponible pour soutenir ces organismes. Le niveau supérieur d’une pyramide d’énergie a le moins d’organismes car il a le moins d’énergie. Finalement, il ne reste plus assez d’énergie pour soutenir un autre niveau trophique; ainsi, la plupart des écosystèmes n’ont que quatre niveaux trophiques.