国家能源局成立于2008年，副部级单位，发改委直属机构。机构共设综合、法制和体制改革司、发展规划、能源节约和科技装备司、电力、核电、煤炭、石油天然气、新能源和可再生能源、市场监管司、电力安全监管司、国际合作司、人事司13个司，编制240人。
自成立以来，国家能源局经历了四任局长，分别为张国宝、刘铁男、吴新雄和努尔·白克力。
2013年，整合国家能源局、电监会的职责，重新组建了国家能源局，不再保留电监会。
1988年，中国曾合并了煤炭、石油、水利电力、核工业等部门，成立能源部。但仅五年后，争议声中的能源部便在人大会议中决议撤销，重新组建了煤炭工业部和电力部。
关于撤销能源部的原因，原能源部部长黄毅诚回忆，1989年后要求成立全国统一管理煤炭机构的呼声又高了起来。“得到几位老的工业领导的支持后，原煤炭部二十几位老部长又一次向中央和国务院写信。”
根据今天公布的国务院机构改革方案，改革后，国务院正部级机构减少8个，副部级机构减少7个，除去国务院办公厅外，国务院设置组成部门26个。
中国能源管理机构历史变迁：
我国能源管理体制几经变迁。能源机构变革经历三次电力部、三次煤炭工业部、两次石油部、两次能源委、一次燃料工业部、一次能源部、一次发改委能源局和一次国家能源局。
1949年——1955年，国家设立燃料工业部，下设煤炭管理总局、电业管理总局、水力发电工程局、石油管理总局。
1955年，撤销燃料工业部，分别成立煤炭部、石油工业部和电力工业部。
1958年，撤销各大区煤炭管理局，撤地质部石油地质局；将水利部与电力工业部合并，成立水利电力部，将电力工业企业全部下放省级政府。但此次改革出现“一放就乱”的问题，随后煤炭、石油、电力管理权限上收。
1970年，中央撤销石油部、煤炭工业部、化学工业部，合并为燃料化学工业部。同年6月，将原煤炭工业部与地方双重领导的中央企业下放地方。
1975年开始，撤销燃料化学工业部，重新成立煤炭工业部，并组建石油化学工业部。
1978年3月，撤销石油化学工业部，分别设立化学工业部和石油工业部。电力工业管理体制重新回归以中央管理为主，大区电业管理局分片管理的体制。
1980年，成立国家能源委员会，负责管理石油、煤炭、电力三个部。1982年，由于国家能源委与国家纪委职能交叉，取消能源委员会。
1982年2月，石油工业部所属海洋石油业务独立，成立中国海洋石油总公司；1983年7月，石油工业部下属炼油厂分离，与化工部和纺织部的部分石化、化纤企业合并，组建中国石油化工总公司。
1988年4月，撤销煤炭、石油、水利电力、核工业部，组建我国第一个能源部，统管国家能源工业。
煤炭部撤销后，成立中国统配煤矿总公司和东北内蒙煤炭工业联合公司；石油部取消后成立中国石油天然气总公司；电力工业在省级层面实现政企分开。
1993年能源部撤销，重新组建煤炭工业部和电力部。
1996年底，组建国家电力公司，与电力部两套牌子、两个班子运行，前者负责国有电力资产经营，后者负责电力工业行政管理。
1998年，撤销煤炭部、电力部等专业能源部门。撤销煤炭部改组为国家煤炭工业局；在国家经贸委下组建国家石油和化学工业局，重组国有石油天然气企业，组建中石油、中石化、中海油三大集团。
2001年，煤炭工业局、国家石油和化学工业局撤销，煤炭、油气工业由国家经贸委和国家计委管理。
2002年，国家启动系一轮电力体制改革，撤销国家电力公司，组建五大电力集团。
2003年，撤销国家经贸委，能源行业管理转到发改委能源局。同期组建国家电监会，负责电力行业监管。
2005年5月，在煤荒、油荒、电荒肆虐的背景下，国务院成立国家能源领导小组，作为能源工作最高层议事协调机构。
2008年，成立国家能源局。但是在价格上仍然只有建议权。
2010年，国务院成立国家能源委员会，负责研究拟订国家能源发展战略，审议能源安全和能源发展中的重大问题，统筹协调国内能源开发和能源国际合作的重大事项。
2013年，整合国家能源局、电监会的职责，重新组建国家能源局，不再保留电监会。改革后，国家能源局继续由发改委管理。
