Un convertisseur peut être considéré comme un système isolé : toute la puissance absorbée est convertie intégralement en une ou plusieurs autres formes de puissance. Il y a conservation de la puissance : la valeur totale de la puissance absorbée se retrouve à l'issue du convertisseur. Pabsorbée = Putile + Pperdue. La puissance perdue est dissipée sous forme thermique.
Le rendement η (« éta ») de conversion est le rapport de la puissance utile par la puissance absorbée. Il s'exprime en pourcent. η = .
Les meilleurs moteurs de série pour usage automobile ont des rendements pouvant atteindre 36 % pour un moteur à essence à allumage commandé et 42 % pour un moteur diesel, tandis que les meilleurs moteurs industriels à fioul lourd peuvent avoisiner 50 %.
Les centrales électriques produisent de l'électricité à partir de la combustion de charbon ou de pétrole. Leur rendement est au mieux de 35 %, le reste étant dissipé en chaleur. De plus, les pertes en lignes sont de 7 à 15 % : ainsi, pour 100 MJ d'énergie (charbon, gaz, pétrole, uranium), il n'arrive plus que 100 × 36 % × (1 – 7 %) = 33 MJ chez l'utilisateur
Avec une centrale à cogénération, on utilise l'électricité et la chaleur. 100 MJ de combustible produisent 35 MJ d'électricité et 55 MJ de chaleur, soit un rendement de 90 %.
Un convertisseur peut avoir un fonctionnement réversible ou irréversible. Un radiateur électrique convertit de l'énergie électrique en énergie thermique : il a un fonctionnement irréversible. Un capteur piézoélectrique convertit de l'énergie électrique en énergie mécanique et peut réaliser la conversion inverse : il a un fonctionnement réversible.