L'inquinamento può essere considerato, in linea di principio, qualunque variazione della composizione chimico-fisica, in una particolare situazione dell'ambiente, capace di modificarne l'equilibrio naturale. Per gli ecosistemi naturali, quando si prescinde dalle conseguenze sull'uomo, il termine "inquinamento" non è usato, in quanto assorbito nel più generale fenomeno dell'evoluzione naturale originata da variazioni lentissime delle condizioni chimico-fisiche dell'ambiente, con estinzioni o apparizioni di nuove specie. Le proprietà chimiche, fisiche o biologiche di una sostanza ne determinano il potere inquinante, se e quando interferiscono in modo significativo con l'equilibrio naturale modificandolo in tempi relativamente rapidi.
Un esempio: l'anidride carbonica - prodotto della combustione completa del carbonio presente nelle molecole di sostanze naturali, rinnovabili o fossili (legna, carbone, petrolio o suoi derivati) - è una componente naturale dell'atmosfera e, entro valori sufficientemente bassi di concentrazione, non modifica l'equilibrio naturale. In concentrazioni più elevate (ma ancora non tossiche per il nostro organismo) determina l'effetto serra e interferisce sull'equilibrio termico a livello globale con conseguenze gravi sulla sopravvivenza di molte specie e con potenziali danni per le attività e le condizioni di vita dell'uomo.
Un esempio opposto: i veleni potentissimi, dei quali molti organismi si servono, sono delle sostanze naturali e contribuiscono a mantenere il giusto rapporto fra predatori e predati. Essi non sono considerati inquinanti finché non minacciano l'ambiente in cui viviamo.

Quando il termine "inquinamento" si riferisce all'uomo, si considera ambiente quello in cui esso vive (quindi sopratutto gli agglomerati urbani, i luoghi di lavoro e di svago) e si considerano sostanze inquinanti quelle che hanno effetti negativi sulla sua salute e il suo benessere a concentrazioni superiori ai limiti che la scienza cerca di determinare e la legge fissa di conseguenza.
Lo sviluppo tecnologico provoca l'immissione nell'ambiente di sostanze ignote all'equilibrio naturale come anche di sostanze che, pur esistendo in natura, raggiungono per azione dell'uomo concentrazioni tali da disturbare l'equilibrio naturale. Val la pena notare che si parla di inquinamento anche per la radioattività, per le radiazioni elettromagnetiche e persino per i rumori. Quindi, non solo per sostanze chimiche, bensì anche per situazioni fisiche potenzialmente dannose alla salute dell'uomo quando si discostano sensibilmente dalle condizioni naturali. Il progresso delle conoscenze scientifiche e i conseguenti spostamenti dei limiti fissati dalle norme rendono il concetto di "inquinamento" piuttosto elastico.

Veniamo all'energia, senza dimenticare il primo principio delle termodinamica secondo il quale l'energia non si "produce" ma si trasforma. Noi infatti utilizziamo l'energia chimica "nascosta" nei combustibili trasformandola in energia termica, che a sua volta può essere trasformata in energia meccanica nei motori. Utilizziamo anche l'energia "nascosta" nel nucleo di certi atomi che viene anch'essa trasformata in energia termica.
Il rilascio dell'enorme quantità di energia da parte dell'uomo e l'immissione nell'atmosfera delle sostanze prodotte nella combustione, sono fra le maggiori fonti di inquinamento attive sulla terra. La quantità di energia liberata ogni anno dall'uomo ha da quasi trent'anni eguagliato, e poi subito superato, la quantità di energia messa in gioco ogni anno da tutti gli altri organismi. Questo fatto indica l'importanza che ha il rilascio di energia prodotto dall'uomo sugli equilibri naturali.
Quanto ai prodotti della combustione si tratta di sostanze "naturali" come l'anidride carbonica (di cui abbiamo detto sopra) e gli ossidi di azoto e di zolfo, in genere presenti in concentrazioni assai basse o in situazioni particolari nell'atmosfera. Le attività industriali e civili (trasporti, riscaldamento) provocano aumenti di concentrazione locali di tali sostanze tali da influenzare negativamente gli equilibri biologici. Prodotti e sottoprodotti industriali, innocui a concentrazioni sufficientemente basse, diventano dannosi per l'organismo umano in caso di aumento della concentrazione locale.

L'espressione "energia pulita", usata dai media, ha significato solo in rapporto al fenomeno dell'inquinamento. Se si intende come energia pulita quella resa disponibile per le attività dell'uomo senza aumento dell'inquinamento, si tratta di un concetto di "energia ideale", inesistente in pratica.
Più comunemente si intende per energia pulita quella che viene resa disponibile con il minimo di trasformazione di energia. Poiché la forma di inquinamento più comune nella trasformazione di energia è la produzione di anidride carbonica, si considera più pulita l'energia disponibile con la combustione dell'idrogeno (che non ne produce affatto), piuttosto che quella resa disponibile con la combustione del metano (che ne produce poca), del petrolio o del carbone (che ne producono parecchia).

Concludiamo quindi riconoscendo che il significato di "inquinamento" dipende dal contesto entro il quale e usato. Ancor più problematico è il significato di "energia pulita", termine che non avendo statuto scientifico viene usato solo convenzionalmente come approssimazione a una situazione ideale.