La transición energética refiere a un cambio significativo en un sistema de energía que podría estar relacionado con un factor o con una combinación de factores tales como estructura de sistema, escala, economía y política energética. Generalmente se define como un cambio estructural a largo plazo en un sistema energético,[1]​[2]​ a diferencia de un cambio en una tecnología energética o en una fuente de combustible en particular.[3]​
Históricamente, las transiciones energéticas constituyeron en general eventos prolongados, que se desarrollaron durante muchas décadas. Esto no se aplica necesariamente a la transición energética actual, que se desarrolla bajo políticas y condiciones tecnológicas muy diferentes.[4]​ 
La transición energética actual surge por la necesidad de acciones climáticas para mitigar el calentamiento global.[5]​ Para mantenerse dentro de los 1.5°C que propone el Acuerdo de París, es necesario detener las emisiones de gases de efecto invernadero para 2040 o 2050.[6]​ Esto implica descarbonizar los sistemas energéticos, es decir, abandonar los combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural, el lignito y el carbón, y reemplazarlos por fuentes que no generen o generen bajas emisiones como el combustible nuclear (uranio) y las fuentes de energía renovable eólica, hidroeléctrica, solar, geotérmica, marina, undimotriz, entre otras.  

El diseño de los sistemas de energía del mundo ha cambiado significativamente con el tiempo. Hasta la década de 1950, el mecanismo económico que sostenía los sistemas de energía era local en lugar de global.[7]​ A medida que avanzó el desarrollo, los diversos sistemas nacionales se integraron cada vez más y se convirtieron en los grandes sistemas internacionales de la actualidad. Las tasas históricas de transición de los sistemas de energía han sido estudiadas exhaustivamente.[8]​
Una implementación oportuna de la transición energética requiere múltiples enfoques paralelos. La conservación de la energía y las mejoras en la eficiencia energética desempeñan un papel importante. Los medidores eléctricos inteligentes pueden programar el consumo de energía cuando la electricidad está disponible en abundancia y reducir el consumo toda vez que las fuentes de energía renovable más volátiles sean escasas (de noche y en ausencia de viento).
Después de un período de transición, se espera que la producción de energía renovable constituya la mayor parte de la producción de energía del mundo.[cita requerida] La empresa de gestión de riesgos DNV GL anticipa que, para 2050, el mix de energía primaria del mundo se dividirá en partes iguales entre fuentes fósiles y no fósiles.[9]​ Una proyección de 2011 formulada por la Agencia Internacional de Energía prevé que la energía solar fotovoltaica suministre más de la mitad de la electricidad del mundo para 2060, reduciendo drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero.[10]​