El agua y la energía son dos sectores sumamente interconectados. Por un lado, el agua es esencial para producir energía, desde la turbinación hidroeléctrica a los sistemas de refrigeración  de las centrales eléctricas; y, por el otro, la energía es necesaria a lo largo de todo el sistema hídrico, desde el abastecimiento de agua a los distintos usuarios, hasta la captación y el tratamiento de las aguas residuales.

Energía para el agua 

El riego en la agricultura, el bombeo del agua subterránea, los sistemas de saneamiento y de abastecimiento de agua en las poblaciones, así como los transvases entre cuencas se cuentan entre las actividades que más electricidad consumen. Por consiguiente, mejorar la eficiencia en el uso de los recursos hídricos e introducir medidas de para su conservación puede reducir de forma significativa el consumo de energía.

La energía puede representar entre un 60-80% de los costes de transporte y tratamiento del agua, y hasta un 14% de los costes totales de los servicios relacionados con el agua. Debido a la creciente volatilidad en los precios de la energía, será importante tener en cuenta la manera en que los futuros cambios en los mercados y los precios de la energía podrían afectar a los patrones productivos y a los costos de los recursos hídricos. 

Agua para la energía 

La refrigeración en el sector energético es uno de los principales usos industriales que se da al agua, y se calcula que su consumo final (evaporación) representa un 5% de las extracciones.

La eficiencia en el uso de los recursos hídricos en el sector energético difiere en función de la tecnología que se emplee para generar la energía (energía geotérmica, solar, nuclear, gas, carbón, planta de vapor fósil). La energía hidroeléctrica suministra alrededor del 20% de la electricidad mundial y sigue siendo la fuente de energía comercial renovable más importante y económica en todo el mundo; con todo, su popularidad sólo se ha incrementado con el repentino aumento del interés por las energía limpias. Nuevos retos afectarán tanto a los recursos hídricos como al sector energético. La causa más evidente de ello es el cambio climático. Si bien la edición 2007 de la World Energy Outlook que publica la Agencia Internacional de la Energía prevé que los combustibles fósiles seguirán atendiendo la mayor parte del aumento que se registrará en la demanda energética, el desarrollo de la energía hidroeléctrica también podría crecer como parte de los esfuerzos para atenuar el cambio climático.

Los precedentes han mostrado que el análisis simultáneo de las políticas relativas al uso del agua y la energía aumenta significativamente la productividad en la utilización de ambos recursos. Tener plenamente en cuenta los enfoques que parten de la eficiencia energética a la hora de tomar decisiones políticas relacionadas con el agua puede conducir a ahorros significativos de energía y viceversa.