波动是一种物质运动方式，对每一种物质运动，都可以从动力学和能量两个角度来分析。电磁波是一种波动现象，所以除了可以从动力学的角度分析，也可以从能量角度分析。
对于波动的能量，我们在日常生活中是有相关的经验的，比如水波可以推动水面上的树叶摇摆，声波会导致玻璃的振动。电磁波其实也具有这样的能量，只是一般过于微小而难以察觉，比如，收音机的工作原理就是接收空气中的微弱电磁波，然后经过电路放大，转换成可以被人听到的声音。
电磁波具有能量的事实很清楚了，只是这种能量如何表示呢？电磁波在传播的过程中伴随着变化的电场和磁场，他们在极短的时间内快速转换，互相激发。那么，在每一个瞬时，电磁波的能量就是电场和磁场的能量之和。这样问题就转化为了电场和磁场能量的表示，我们都知道，电场也好，磁场也罢，本质上都是一种振动，所以可以使用三角函数来表示，我们知道，对于平动的能量，总是正比于质量与速度平方的乘积，也就是动能，转动的能量也可以通过转动惯量与角速度平方的乘积表示，而对于振动的能量，由于运动的速度一直在变化，可能就显得有些陌生了，其实可以通过一个简单的模型来分析，那就是弹簧振子，一个质量块在弹簧的作用下左右摆动，就形成了振动，通过对机械能的分析，振子的能量就可以使用质量块速度为0时的弹簧能量表示，也就是1/2kx^2，分析一下这个式子，常系数可以忽略，剩下的就是k：弹簧的劲度系数，x：质量块远离平衡位置的最远距离。其中k是与振动系统的特性关联的，一般不会改变，是一个常量，而且与振动频率有关，x则是与波形有关，反映了振动的幅值，所以可以认为波形的幅值就代表了波动的能量。
于是，经过上面的一番分析，电场的能量应该与电场振动的频率和幅值相关，不过振动的频率一般不会发生变化，所以不去考虑。磁场的情况与电场的类似。因此我们有这样的式子，而电磁波的总能量就是这两者之和
，他们之间只相差一个常系数。
电磁波的能量表示出来了，接下来就是能流。能流指的是能量的流动，关系到的是能量的空间分布，举个例子，人总是具有一定能量的，每当人一走动，依附在人身上的能量的空间位置就发生了变化，能量就从这个地方转移到了另一个地方，这种移动在时间上看，就像流水一般，从一个地方连续的流动到了另一个地方，这就是能流这个概念的来源。对于任何一种流动，都是有方向的，所以能流必须使用矢量来表示，矢量也就是有方向的量。其实，这种方向，我们已经知道，就是波的传播方向，水波不断地向远处扩散，声波也总是朝一个方向传播，电磁波自然同样也具有传播方向。传播方向确定之后，只要附加上能量的数值，就可以表示能流了。根据前面的分析，能量的数值是与波动的幅值有关的，所以我们想到可以这样来表示：，只是，这种数值乘上矢量的表示方法在计算中不太好用，所以简化为
，这是因为电场强度和磁场强度本身都是矢量，所以可以运用矢量积运算，从这两个矢量出发构造新的矢量，结果正巧与传播方向一致，这就不用单独定义一个传播矢量了。至于数值上为何是这种形式，那就与能量和能流间的性质有关了。
总的来说，电磁波的能量就是电场和磁场各自的波动能量的叠加，而能流反映了这种能量的空间分布在时间上的变化，通过能量和能流的描述，就可以把握电磁波传播的本质，不用拘泥于传播的细节，从而方便对各种复杂的电磁波传播过程进行分析。而且，这种量与流动的概念对于分析其他的事物也是非常有帮助的。人们总是说现代社会建立在物质流，能量流和信息流上面，所以，掌握了流动的概念对于分析和理解这个日渐复杂的社会而言也很有帮助。
以下为进一步解释，流动的定义是与曲面有关的，物质以一定速度穿过一个曲面，就定义为一个流动，所以能量的流动也是首先选取一个封闭曲面，假如封闭曲面内部能量减少，就说明曲面上有能量流出，这就是斯托克斯定理，揭示了体积分与面积分的依赖关系。通过这个额外的依赖关系，能量和能流的表示方式就不是完全独立的，确定了一个概念的表示方式，另一个就也跟随着确定下来了。
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可以考虑物理中经常存在的相差一个变换的情况下唯一的解释，也就是说，很多概念的表示方式只在相差一个容许变换的情况下唯一，尤其是在电磁场势的定义中，总可以相差一个特定函数的导数，还有拉格朗日函数的选择，本质上也不是唯一的，是在相差一个量的情况下唯一。这也是范畴论中常用的表述，很多通过万有性质定义的概念，只能在同构下唯一，而不能在等号下唯一。想要实现等号下的唯一性，那就需要通过定义等价关系构建等价类而抹除差别，对基本概念添加一层抽象，虽然结构变得复杂，但是描述变得简单了。
在四维力学角度下，这些概念更加简单，四维就是统一了时间和空间，通过洛伦兹变换群实现四维矢量在不同的参考系下的转化，根据物理量守恒的对称性解释，能量反映了时间对称性，动量反映空间对称性，所以在四维视角下，能量和动量可以被统一为四维动量，伴随定义的就是能动张量，他们通过积分联系起来，这东西往深了说就是微分形式与矢量的对偶关系，微分形式就是各种度量元，比如线元，面元，体积元。矢量以及矢量通过并矢运算获得的张量可以通过与微分形式的积分进行降阶，能动张量作为二阶张量与一阶微分形式的积分，就获得了四维动量，从二阶张量降为一阶张量，也就是矢量，微分形式自身还有其对偶微分形式，一个三维超曲面在四维空间中可以通过一个矢量描述，也就是法向量，所以有向三维面元和有向一维线元是对偶的，这就可以定义出两种张量，通过与微分形式的积分对应于同一个矢量，比如四阶张量和三阶微分形式积分，二阶张量和一阶微分形式积分。
