همواره بررسی روند مصرف انرژی و ارائه راهکارهایی در رابطه با مدیریت مصرف انرژی در یک سامانه تولیدی همراه با ارزیابی اقتصادی آن معنا می یابد. لذا هدف از این پژوهش تحلیل اقتصادی و بررسی روند مصرف انرژی در نظام تولید پنبه در استان خراسان رضوی بود. اطلاعات مورد نیاز بوسیله پرسشنامه و مصاحبه حضوری با پنبه کاران جمع آوری شد. نتایج نشان داد که افزوده انرژی و کارایی انرژی تولید پنبه در منطقه به ترتیب 78/18683- مگاژول بر هکتار و 71/0 بود. الکتریسیته و کودهای شیمیایی به ترتیب با سهم 50/70 و 39/12 درصد به عنوان پرمصرف ترین منابع انرژی در تولید بودند. میزان انرژی های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تولید پنبه در استان خراسان رضوی به ترتیب 64/5896 و 11/63299 مگاژول بر هکتار محاسبه شد. نتایج استفاده از تابع کاب داگلاس نشان داد که تأثیر نهاده های انرژی بذر، نیروی انسانی، ماشین های کشاورزی و سوخت دیزل بر روی عملکرد مثبت و تأثیر نهاده های کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی، کود حیوانی و الکتریسیته بر عملکرد پنبه منفی بود. درآمد خالص تولید و نسبت سود به هزینه به ترتیب 903945 تومان بر هکتار و 21/1 محاسبه شد. نیروی انسانی نیز با 9/42 درصد بیش ترین سهم از هزینه های متغیر تولید را به خود اختصاص داد.