Zu ihren Kernkomponenten gehören Hochspannungsleitungen im Bereich von 110 kV bis 400 kV, Umspannwerke, die Spannungen an die Netzebenen anpassen, und Übertragungsnetze als schaltbare Verbindungen zwischen Regionen. Ergänzend gewinnen HVDC-Verbindungen (Gleichstrom) für besonders lange oder unterseeische Verbindungen an Bedeutung. Offshore- und Onshore-Verbindungen ermöglichen die Integration großer Mengen erneuerbarer Energie, etwa aus Wind- und Solarkraft. Netzanschlussknoten und Leitstellen ermöglichen Steuerung, Überwachung und Lokalisierung von Störungen.
In Deutschland übernehmen die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) Amprion, 50Hertz, TransnetBW und TenneT den Betrieb der Hochspannungsnetze, Planung, Instandhaltung und Netzzugang. Die ÜNB arbeiten im gemeinsamen europäischen Netz mit grenzüberschreitenden Verbindungen zusammen und koordinieren Kapazitäten sowie Systemdienstleistungen wie Frequenzregulierung und Transientenmanagement. Die Regulierung erfolgt national durch die Bundesnetzagentur und europäisch durch ACER; Netz- und Marktregeln basieren außerdem auf EU-Netz Codes. Die Planung von Erweiterungen orientiert sich an langfristigen Szenarien, Genehmigungsverfahren und Umweltauflagen.
Die Übertragungsinfrastruktur ist stark vernetzt und spielt eine zentrale Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien und der Gewährleistung der Netzsicherheit. Grenzüberschreitende Interkonnektoren, TEN-E-Korridore und Offshore-Netze verbessern die Energieversorgungssicherheit in Europa und ermöglichen einen gemeinsamen Energiehandel. Neue Technologien wie Hochspannungs-Gleichstromverbindungen unterstützen die Dezentralisierung und Flexibilisierung des Systems.
Herausforderungen sind der Ausbaubedarf, lange Genehmigungsverfahren, Umwelt- und Anwohnerbelange sowie Kosten. Netzausbau braucht Zeit, Planungssicherheit und öffentliche Akzeptanz; zugleich erfordert die zunehmende Einspeisung erneuerbarer Energie effektives Stauungsmanagement, Speicherintegration und digitale Netzdienste. Zukünftig wird die Infrastruktur weiter digitalisiert, stärker ausgebaut und international koordiniert, um Versorgungssicherheit, Preisstabilität und Klimaziele zu unterstützen.