Die energetische Integration der Sektoren Strom, Wärme, Industrie und Verkehr wird als Sektorkopplung verstanden. Die Kernaussage ist, dass jeder Sektor an die Energienetze Strom, Wärme und Gas angeschlossen ist, sodass überschüssige Energiemengen durch den jeweiligen Sektor umgewandelt oder in der entsprechenden Energieform gespeichert werden. Beispiel hierfür sind vielzählig.

• Überschüssiger Wind- und Photovoltaikstrom kann in den Batterien von Elektroautos zwischengespeichert werden
• Überschüssiger Strom wird in Wasserstoff umgewandelt, der in der Industrie und Luftverkehr genutzt, oder im Gasnetz gespeichert wird. 
• KWK-Anlagen erzeugen aus Wasserstoff oder Methan Strom und Wärme. Die Wärme kann in Haushalten und Industrie genutzt werden, der Strom wird bei Dunkelflauten dem Stromsektor zugeführt.
• Anhebung der Raumtemperatur bei Überschuss an Wind- und Photovoltaikstrom, um Wärmepumpen bei darauf folgender Stromunterdeckung nicht betreiben zu müssen.

Die Sektorkopplung ist bei einer Konzentration der Energieerzeugung auf Strom durch Photovoltaik und Wind besonders vorteilhaft, da Schwankungen durch das vernetzte System aufgefangen werden können. Große Strommengen eignen sich aufgrund ihrer hohen Exergie nicht für die direkte Speicherung. Daher werden durch die Verkopplung der Sektoren überschüssige Strommengen verteilt. Die Sektoren Wärme, Verkehr und Industrie sind für Schwankungen besser ausgelegt, da sie leichter gesteuert werden können und über Puffersysteme verfügen.