L’AIE fut fondée par des pays membres de l’Organisation pour la coopération et le développement économique (OCDE) en réponse au choc pétrolier de 1973-1974 découlant de l’embargo décrété par des pays membres de l’Organisation des pays exportateurs de pétrole (OPEP). Les pays fondateurs de l’AIE se sont alors accordés sur un programme énergétique international qui portait sur la sécurité de l’approvisionnement, les politiques sur le long terme, la transparence de l’information, l’énergie et l’environnement, mais aussi la recherche, le développement et les relations énergétiques au niveau international. Elle se concentre sur quatre activités principales : la sécurité énergétique, le développement économique, la prise de conscience environnementale, et l’engagement international. Longtemps concentrée sur le pétrole, l’AIE se positionne désormais également sur la question des énergies renouvelables.
En 2018, l’adhésion du Mexique porte l’organisation à trente membres, qui doivent respecter cinq critères avant de pouvoir formuler une demande d’adhésion :
L’Agence internationale de l’énergie fournit des études et des statistiques reprises par de nombreuses organisations et collabore avec plusieurs organismes internationaux comme la Commission européenne, le G8, et des pays extérieurs à son organisation. Ses publications sont variées : statistiques et données, rapports sur le marché du pétrole, rapports de pays, feuilles de route technologiques, investissement énergétique mondial, rapports de marché.
Son rapport le plus connu est le World Energy Outlook, dont l’édition 2017 identifia quatre éléments de transformation du système énergétique mondial : le leadership des États-Unis dans l’exportation du gaz et du pétrole, la transition énergétique de la Chine, la forte croissance du solaire photovoltaïque, ainsi qu’une inclinaison de plus en plus forte à privilégier l’électrique sur le pétrole.