Elektroenerģētikas galvenie virzieni ir energoresursu ieguve, to pārstrāde enerģijā un pārvade, sadale, piegāde un tirdzniecība.

Visu veidu elektroenerģijas ražošanas, pārvades, sadales un apgādes saistību vienā veselumā un darba režīmu kopību sauc par elektroenerģētisko sistēmu. Elektroenerģētiskā sistēma ražo, pārvada, sadala, pārveido elektrisko enerģiju. Atsevišķas elektroenerģētikas sistēmas apvienojas, izveidojot rajonu, valstu u. c. elektroenerģētiskās sistēmas. Atsevišķu elektroenerģētisko sistēmu apvienošana saistīta ar elektroenerģijas drošuma un elektroenerģijas kvalitātes paaugstināšanu. Elektroenerģijas ražošanai, strādājot apvienotā elektroenerģētiskā sistēmā, samazinās nepieciešamā rezerves jauda.

Elektroenerģijas ražošana notiek dažāda tipa elektrostacijās, kur dažāda veida enerģiju pārveido elektriskajā enerģijā: hidroelektrostacijās (HES), termoelektrocentrālēs (TEC), atomelektrostacijās (AES) un citās. Pamazām lielāku popularitāti iegūst atjaunojamie elektroenerģijas avoti, piemēram, Saules, vēja, zemes iekšējā siltuma, paisuma un bēguma enerģija. Parasti tās atrodas enerģijas krājumu atrašanās vietu tuvumā.

Jebkura sprieguma gaisvadu, piekarkabeļu un/vai kabeļu elektroietaisi, kura paredzēta elektroenerģijas pārvadei un sadalei noteiktā attālumā, sauc par elektrolīniju. Atkarībā no nominālā sprieguma elektrolīnijas dala pārvades un sadales elektrolīnijās, bet atkarībā no izpildījuma – gaisvadu, kabeļu, piekarkabeļu un augstsprieguma līdzstrāvas līnijās.

Elektropārvades līnijas nodrošina elektroenerģijas pārvadi no elektrostacijām līdz slodžu barošanas centriem. Pārvades līniju nominālie spriegumi ir 110 kV, 150 kV, 220 kV, 330 kV un 400 kV. Elektrosadales līnijas nodrošina elektroenerģijas piegādi sadales tīklu transformatoriem. Sadales elektrolīniju nominālie spriegumi ir 0,4 kV, 0,6 kV, 6 kV, 10 kV, 20 kV un 35 kV. Elektrolīniju iedalījums pēc sprieguma vērtības ir: superaugsta sprieguma līnijas (500 kV, 750 kV, 1150 kV); augstsprieguma līnijas (110 kV, 330 kV, 400 kV); vidējā sprieguma līnijas (6–35 kV) un zemsprieguma līnijas (0,23–0,66 kV). Attiecīgi elektrolīnijas kopā ar transformatoriem veido superaugsta sprieguma tīklus; augstsprieguma tīklus; vidējā sprieguma tīklus un zemsprieguma tīklus. Elektrolīniju iedalījums pēc strāvas veida ir maiņstrāvas (alternating current, AC)  un līdzstrāvas (direct current, DC).

Transformatoru apakšstacijas dala divās daļās – paaugstinošās un pazeminošās. Apakšstacijas pārveido un sadala elektrisko enerģiju. Ja apakšstacijā notiek maiņstrāvas pārveidošana līdzstrāvā, tad šādas apakšstacijas sauc par taisngriežu apakšstacijām. Elektroietaisi, ar kuru tiek sadalīta elektriskā enerģija pie viena un tā paša sprieguma bez tā transformācijas, sauc par sadales punktu.

Elektroenerģijas patērētāji ir ietaises vai mehānismi, kuri pārveido elektrisko enerģiju citos enerģijas veidos: siltuma, gaismas, mehāniskajā, ķīmiskajā un tā tālāk. Elektroenerģijas lietotājs ir juridiska vai fiziska persona, kam ir līgumattiecības ar elektroapgādes uzņēmumu par elektroenerģijas piegādi tās elektroenerģijas patērētājiem.

Enerģētiskās sistēmas ir vienas no sarežģītākajām cilvēka darbības rezultātā radītajām mākslīgajām tehniskajām sistēmām. Tajās ietilpst tūkstošiem ģeneratoru, transformatoru, simtiem tūkstošu kilometru elektropārvades līniju un miljoniem patērētāju. Energosistēmas darbības uzturēšanai un attīstībai jebkurā valstī ir nepieciešami nozīmīgi ieguldījumi. Patērētāji neatkarīgi no ģeneratoriem maina savu enerģijas pieprasījumu atbilstoši vēlmēm. Visi energosistēmas elementi funkcionē kā vienota sistēma. Energosistēmas darbību galvenokārt ietekmē daudzi dabas faktori: temperatūra, vēja ātrums, apgaismojuma līmenis un tamlīdzīgi. Darbības apstākļu izmaiņas rada nepieciešamību mainīt arī energoobjektu darbības režīmu.

Elektroenerģija ir universālākais enerģijas veids, kas ieguvis plašu lietojumu visās tautsaimniecības nozarēs. Elektroenerģētikas lielo nozīmi tautsaimniecībā rada elektroenerģijas galvenās priekšrocības salīdzinājumā ar citiem enerģijas veidiem: ērta pārvadīšana lielos attālumos, iespēja efektīvi pārveidot citos enerģijas veidos un augsts lietošanas drošums.

Elektroenerģētika tieši ietekmē valsts ekonomikas izaugsmi; atsevišķās nozarēs, īpaši apstrādes rūpniecībā, tā veido ievērojamu daļu kopējās izmaksās. Rūpniecības izaugsmei svarīgākais faktors ir un būs ilgtspējīgi zemākā iespējamā enerģijas cena, kas ietver arī drošumu un kvalitāti.

Elektroenerģētikas galvenie uzdevumi ir nodrošināt nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu patērētājiem, nepārtraukti piegādāt elektroenerģiju, nodrošināt elektroenerģijas kvalitāti, piegādāt iespējami lētāk un apkārtējai videi draudzīgāk ražotu elektroenerģiju.

Enerģētikas jomas pētniecības laboratorijas, institūti, universitātes, standartizācijas organizācijas, uzņēmumu pētniecības un izpētes departamenti visā pasaulē veic pētījumus visos elektroenerģētikas virzienos. Bez elektroenerģētikas nav iespējama nevienas citas saimnieciskās nozares attīstība. Īpaši aktuāli ir pētījumi elektroenerģijas piegādes drošībā un enerģētikas politikas veidošanā, ūdeņraža tehnoloģiju izmantošanā, energoefektivitātes paaugstināšanā, elektroenerģijas ražošanā, efektīvi funkcionējoša tirgus attīstībā, atjaunojamo avotu izmantošanas iespēju paplašināšanā, jaunu elektroenerģijas ražošanas metožu izstrādē, tīklu automatizācijā un viedo tīklu ieviešanā. Viedais tīkls ir elektriskais tīkls, kas spēj inteliģenti integrēt visu tam pieslēgto dalībnieku uzvedību un rīcību, lai efektīvi nodrošinātu ilgtspējīgu, tehniski ekonomisku un drošu elektroapgādi.

Vārdu “elektrisks” pirmais lietoja angļu filozofs Frānsiss Bēkons (Francis Bacon), lai aprakstītu dzintaram līdzīgos materiālus ar pievilkšanas spēju. Par elektroenerģētikas sākumu var uzskatīt 1873. gadu, kad franču inženieris Ipolits Fontēns (François Hypolite Fontaine) Vīnē atklāja pirmo līdzstrāvas pārvades līniju 1 km garumā ar pārvadāmo jaudu 1 ZS (750 W).

Esošā elektroenerģētiskā sistēma pakāpeniski tika veidota 20. gs., kad elektroenerģijas ražošana bija relatīvi lēta. Elektroenerģijas drošums bija jaudu pārpalikums sistēmā ar vienvirziena jaudu plūsmu no centrālajām elektrostacijām uz patērētāju. Klimata izmaiņas, pieaugošās naftas cenas, novecojusi infrastruktūra un jaunu elektroenerģijas ģenerējošo tehnoloģiju ieviešana maina priekšstatus par elektroenerģētisko sistēmu.

Visā pasaulē tiecas samazināt elektroenerģijas ražošanas un pārvades izmaksas, līdz ar to tiek meklēti alternatīvi elektroenerģijas avoti, kuri atrodas vairāku simtu vai tūkstošu kilometru attālumā no apdzīvotām vietām. Šajā gadījumā maiņstrāvas pārvades līnijām sāk parādīties trūkumi, kuri galvenokārt ir lieli pārvadāmās jaudas zudumi un sadārdzinātas līniju ierīkošanas izmaksas. Šobrīd efektīvākais risinājums ir līdzstrāvas pārvades līnijas, kuras sākumā prasa lielākus kapitālieguldījumus, bet atmaksājas ekspluatācijas laikā. Līdzstrāvas pārvades līniju izpēte sākās 20. gs. 20. gados, un pirmā komerciālā līdzstrāvas pārvades līnija tika uzbūvēta 1954. gadā starp Zviedriju un tās salu Gotlandi.

Energosistēmu darbība notiek strauji mainīgos apstākļos – tiek ievesti brīvā tirgus nosacījumi, mainās likumdošana, tiek noņemti tehniskie ierobežojumi, pieaug konkurences līmenis. Eiropas Savienības (ES) klimata un enerģētikas paketes likumdošanas iniciatīvas ir vērstas uz atjaunojamo enerģijas resursu izmantošanu, energoefektivitāti un siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanu visos tautsaimniecības sektoros, tādējādi nosakot katrai no dalībvalstīm sasniedzamos uzdevumus katrā no šiem mērķiem un sagaidot rīcību gan vietējo inovatīvu tehnoloģisko risinājumu izstrādē, gan attiecīgo likumdošanas aktu pieņemšanas līmeņos.

Pieaugošais pieprasījums pēc enerģijas un ierobežotie fosilā kurināmā krājumi radījuši pasaulē pastiprinātu interesi par atjaunojamiem energoresursiem. Eiropas Komisija (EK) pieņēma stratēģiju, kurā ietverti vērienīgi enerģētikas un klimata pārmaiņu mērķi – samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas (CO₂), palielināt atjaunojamās enerģijas īpatsvaru un paaugstināt energoefektivitāti. Tiecoties uz optimāliem risinājumiem, ir jāņem vērā konkrētie energosistēmas apstākļi ražošanas un enerģijas patēriņa struktūrā. Turklāt piedāvātie enerģētikas sektora klimata pārmaiņas samazinošie risinājumi nedrīkst apdraudēt apkārtējo vidi.

Mērķu sasniegšanai tiek ieviesti viedie tīkli. Kopumā viedais tīkls raksturojams ar konkrētām iespējām un īpašībām bez uzsvara uz kādām speciālām tehnoloģijām: ātri pielāgojas operatīvā stāvokļa izmaiņām, mazāk paļaujoties uz tīkla dispečeru; prognozē elektroietaišu ekspluatāciju, ņemot vērā tīkla operatīvos datus un pat prognozējot potenciālās bojājuma/atslēguma vietas, pirms tas reāli notiek; visā tīklā integrēta reālā laika divvirzienu komunikācija un notikumu kontrole; integrēta novērtēšanas un lēmumu pieņemšanas sistēma, kas apkopo visu ienākošo informāciju un veic atbilstošas darbības; interaktīvs starp klientu un elektroenerģijas tirgu, ļaujot optimizēt klienta izmaksas; optimizēts ar maksimālu drošumu, pieejamību, efektivitāti un tehniski ekonomiskajiem rādītājiem; elastīgs, apmierinot klientu vēlmes, vienlaicīgi reaģējot uz izmaiņām un grūtībām nākotnē; pieejams visiem tīkla dalībniekiem, it īpaši atjaunojamiem enerģijas avotiem un augstas efektivitātes izkliedētājai ģenerācijai ar nulles vai zemām ogļskābās gāzes emisijām; uzticams, uzlabojot elektroapgādes drošumu un kvalitāti saskaņā ar digitālās ēras mainību un drošības prasībām pret kiberuzbrukumiem; ekonomisks, nodrošinot augstāko vērtību ar inovācijām, efektīvu enerģijas pārvaldību, konkurenci un regulāciju; drošs pret terorismu un dabas stihijām.

Atjaunojamā enerģija tiek iegūta no apkārtējā vidē dabiski notiekošiem procesiem tādā formā, kas derīga tehniskai lietošanai. Atjaunojamās enerģijas avoti ir saules enerģija, vēja enerģija, lietus enerģija, jūras viļņu enerģija, ūdens temperatūru starpības dotā enerģija, biomasas enerģija, plūdmaiņu enerģija un ģeotermālā enerģija. Atjaunojamās enerģijas avoti nav degizrakteņi un kodolenerģija. 2013. gadā apmēram 20 % pasaulē patērētās enerģijas tika iegūts no atjaunojamiem enerģijas avotiem, turklāt 13 % – sadedzinot biomasu, bet 3,2 % patērētās enerģijas bija hidroenerģija.

Svarīgākais līdzstrāvu līniju lietojums: nesinhronu maiņstrāvu tīklu savienošana, atjaunojamo elektroenerģijas avotu pieslēgšana tīklam, naftas un gāzes ieguves jūras platformu apgādāšana ar elektroenerģiju no sauszemes un elektroenerģijas pārvade lielos attālumos. Atšķirībā no maiņstrāvu sistēmām, līdzstrāvu sistēmām nav praktiski nekādu tehnoloģisko un attālumu ierobežojumu nedz gaisvadu līnijām, nedz zemūdens kabeļiem.

Dažādu iedzīvotāju slāņu dzīves līmenis atšķiras pat attīstītās un ar enerģiju nodrošinātās valstīs. Vēl lielākas ir dzīves līmeņa atšķirības starp industriāli attīstītām valstīm un attīstības valstīm. Nodrošinājums ar energoresursiem dažādās pasaules vietās ir ārkārtīgi nevienmērīgs. Tā rezultātā ceturtdaļai planētas iedzīvotāju vēl joprojām nav piekļuves elektroenerģijas avotiem. Galvenais tā iemesls ir trūcīgajiem iedzīvotāju slāņiem nepieejamā enerģijas cena. Enerģijas cenu pieaugums aizkavē ražošanas attīstību un attiecīgi ierobežo iespējas risināt daudzas sociālās un vides problēmas. Cilvēce pakāpeniski pieradusi un pielāgojusi savu dzīvesveidu apstākļiem, kas nav iedomājami bez garantētas elektroapgādes. Mūsdienu pilsētas, rūpniecības uzņēmumi, transporta sistēmas pat īslaicīgu energoapgādes pārtraukumu gadījumos cieš liela apmēra ekonomiskus zaudējumus, tām draud avārijas un katastrofas. Enerģijas ražošana praktiski nav iespējama, neietekmējot klimatu, gaisa un ūdens baseina stāvokli, dabas ainavas un tā rezultātā arī cilvēku dzīves vidi. Lai gan 21. gs. sākumā ievērojami pieaudzis atjaunojamo avotu saražotās enerģijas apjoms, sagaidāms, ka gandrīz 85 % no saražotās enerģijas apjoma pieauguma būs saistīti ar fosilā kurināmā patēriņa pieaugumu. Šie faktori kļuvuši par iemeslu starptautiskā līmenī pieņemtiem lēmumiem par energosistēmu restrukturizāciju un tirgus apstākļu un mehānismu izmantošanu energosistēmu attīstības un darbības vadībā. Energosistēma tiek sadalīta daudzās juridiski neatkarīgās, savstarpēji konkurējošās daļās. Tieši konkurence ir galvenais faktors, kas var nodrošināt racionālu energosistēmu attīstību.

Elektroenerģijas pārvadi lielos attālumos pirmo reizi teorētiski pamatoja krievu zinātnieks Dmitrijs Lačinovs (Дмитрий Александрович Лачинов) žurnālā  Электричество rakstā “Elektromehāniskais darbs” (Электромеханическая работа, 1880). 1891. gadā krievu inženieris Mihails Doļivo-Dobrovoļskis (Михаил Осипович Доливо-Добровольский) izgudroja trīsfāžu maiņstrāvas ģeneratoru un dzinēju. Amerikāņu zinātnieks Bendžamins Franklins (Benjamin Franklin) 1753. gadā izstrādāja pirmo vienoto elektrisko parādību teoriju, pētīja atmosfēras parādības, izgudroja pirmo zibensnovedēju. Itāļu fiziķis, elektrības pamatlicējs Alesandro Volta (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta) 1800. gadā uzbūvēja pirmo elektriskās strāvas avotu – galvanisko elementu bateriju. Krievu fiziķis, elektrotehniķis Vasīlijs Petrovs (Василий Владимирович Петров) 1802. gadā atklāja elektrisko loku. Franču fiziķis Andrē Marī Ampērs (André-Marie Ampère) 1825. gadā atklāja elektrisko strāvu mijiedarbības likumu un ir viens no elektrodinamikas pamatlicējiem. Dāņu fiziķis Hanss Kristiāns Ersteds (Hans Christian Ørsted), viens no elektromagnētisma pamatlicējiem, 1820. gadā atklāja elektriskās strāvas un magnētisma mijiedarbību. Vācu fiziķis Georgs Simons Oms (Georg Simon Ohm) 1827. gadā formulēja sakarību starp strāvas stiprumu, spriegumu un pretestību elektriskajās ķēdēs. Angļu fiziķis Maikls Faradejs (Michael Faraday) 1832. gadā pabeidza pētījumus par elektrisko lauku, elektrolīzes pamatlikumiem, elektromagnētiskajiem viļņiem un pazīstams kā elektrotehnikas pamatlicējs. Vācu fiziķis Gustavs Roberts Kirhofs (Gustav Robert Kirchhoff) 1845. gadā atklāja sazarotu elektrisko ķēžu likumus (Kirhofa likumi). Krievu elektrotehniķis Aleksandrs Lodigins (Александр Николаевич Лодыгин) 1874. gadā izgudroja vairākus kvēlspuldžu veidus, patentēja vakuuma kvēlspuldzes. Krievu elektrotehniķis Pāvels Jabločkovs (Павел Николаевич Яблочков) 1876. gadā izgudroja loka spuldzi un transformatoru. Amerikāņu elektrotehniķis un izgudrotājs Tomass Edisons (Thomas Alva Edison) izgudroja kvēlspuldzi (1879), pilnveidoja telegrāfu (1869) un uzbūvēja pirmo termoelektrocentrāli (1892). Vācu fiziķis Heinrihs Rudolfs Hercs (Heinrich Rudolf Hertz) 1887. gadā pierādīja, ka elektromagnētiskie viļņi izplatās ar gaismas ātrumu.

Nozīmīgākie elektroenerģētikas un automātikas tehnoloģiju uzņēmumi, kas palīdz klientiem - enerģētikas un rūpniecības uzņēmumiem - uzlabot darbības rādītājus, vienlaicīgi samazinot ietekmi uz apkārtējo vidi, ir ABB Ltd. (Šveice); Powell Industries Inc. (ASV); Siemens AG (Vācija); Schneider Electric SE (Francija); Bharat Heavy Electricals Ltd. (Indija); Crompton Greaves Ltd. (Indija); Eaton Corporation (Īrija); Hyosung Corporation (Dienvidkoreja); Mitsubishi Electric Corpopration (Japāna); General Electric Company, GE (ASV) un OJSC Power Machines (Krievija).

Elektroenerģētikas sektora institūcijas un organizācijas: Eiropas enerģētikas industrijas pārstāvju apvienība (The Union of the Electricity Industry, EURELECTRIC); Elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE); Eiropas enerģētikas regulatoru padome (The Council of European Energy Regulators, CEER); Enerģētikas regulatoru starptautiskā konfederācija (International Confederation of Energy Regulators, ICER); Starptautiskā enerģētikas aģentūra (International Energy Agency, IEA) un Pasaules enerģētikas padome (World Energy Council).

Energoapgādes sistēmu drošumu un enerģētisko neatkarību palielinošu un vienlaikus videi draudzīgu tehnoloģiju ieviešana ir priekšnoteikums jebkuras valsts ilgtspējīgai attīstībai. Mūsdienu tautsaimniecība un iedzīvotāju ikdiena nav iedomājama bez elektroenerģijas patēriņa un piegādes, jo elektroenerģija ir universāls enerģijas avots, kurš tautsaimniecībā tiek lietots dažādos veidos. Dzīves kvalitātes un komforta līmenis galvenokārt atkarīgs no elektroenerģijas piegādes drošuma un kvalitātes. Elektroenerģijai piemīt īpašības, kuras nodrošina priekšrocības to izmantot industriālās, automatizētās ražošanas, transporta un sakaru sistēmās. Labklājības un dzīves līmeņa celšanās stimulē vajadzību pēc enerģētiskajiem pakalpojumiem. Enerģijas patēriņš pastāvīgi aug; gaidāms, ka šī tendence saglabāsies arī pārskatāmā nākotnē un veicinās tālāku elektroenerģētikas sistēmu attīstību.

Elektroenerģijas sektora attīstībai ir nepieciešamas ievērojamas investīcijas, kuru piesaistei vajadzīga stabila un prognozējama investīciju vide. Lielie investīciju projekti elektroenerģētikā ietekmē sektoru pat nākamos 50 gadus, nepieciešams enerģētikas politikas attīstības ilgtermiņa redzējums. ES mērogā enerģētikas politika šobrīd tiek plānota jau laika periodam līdz 2050. gadam, un EK ir vēlme šim laika periodam noteikt dalībvalstīm saistošus vai indikatīvus enerģētikas mērķus. Tāpat arī industrijas pārstāvji projektu attīstību plāno ilgtermiņā, piemēram, Eiropas lielākā industrijas organizācija EURELECTRIC veic prognozes un definē mērķus līdz 2050. gadam. Arī lielākajai daļai ES dalībvalstu ir ilgtermiņa enerģētikas stratēģijas.

Journal of Power Sources (kopš 1975, izdevējs Pergamon Press Ltd.); Energy (kopš 1976, izdevējs Pergamon Press Ltd.); Journal of Power Sources (kopš 1976, izdevējs Elsevier); Applied Energy (kopš 1976, izdevējs Pergamon Press Ltd.); Energy Economics (kopš 1979, izdevējs Elsevier); IEEE Transactions on Power Systems (kopš 1985, izdevējs Elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts, Institute of Electrical and Electronics Engineers); IEEE Transactions on Power Delivery (kopš 1985, izdevējs Elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts, Institute of Electrical and Electronics Engineers); Renewable and Sustainable Energy Reviews (kopš 1997, izdevējs Elsevier); Energy and Environmental Sciences (kopš 2008, izdevējs Royal Society of Chemistry); IEEE Transactions on Sustainable Energy (kopš 2010, izdevējs Elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts, Institute of Electrical and Electronics Engineers).