Pimeä energia on hyvin harva, tasainen alipaine, joka läpäisee koko havaittavan maailmankaikkeuden. Se muodostaa 70% maailmankaikkeuden massasta/energiasta ja on vastuussa sen kiihtyvästä laajentumisnopeudesta. Pimeä energia on toisin kuin meille tuttu energia, koska se ei ole keskittynyt paikallisesti, kuten tähdet ja galaksit, tavanomaisen aineen ja energian ilmentymät. Perinteisen energian ja pimeän energian välillä on monia muita tärkeitä eroja, joita fyysikot tutkivat edelleen.
Pimeän energian tarkka muoto tai toimintamekanismi on tuntematon. Tässä suhteessa se on samanlainen kuin serkkunsa, tumma aine, joka voidaan havaita vain sen vaikutuksesta normaaliin aineeseen ja energiaan.
Pimeän energian muodolle on kaksi suurta teoriaa, vaikka toinen on näkyvämpi kuin toinen. Ensimmäinen teoria, kvintessenssi, kuvaa pimeää energiaa vaihtelevana kentänä, joka muuttaa voimakkuuttaan sijainnin mukaan. Toinen teoria, kosmologinen vakio, kuvaa pimeää energiaa vakiona ja yhtenäisenä. Useimmat fyysikot uskovat tähän toiseen teoriaan ja muodostavat perustan Lambda-CDM-mallille, joka on vallitseva malli maailmankaikkeudesta.
Kosmologisen vakion alipaineen uskotaan johtuvan tyhjiön vaihteluista erittäin pienissä mittakaavoissa koko avaruudessa. Niin kutsuttuja virtuaalisia hiukkasia luodaan ja tuhotaan jatkuvasti tässä tyhjiössä, jolloin syntyy kvanttivaahto, jolla on energiaa.
Pimeän energian olemassaololla on vaikutuksia maailmankaikkeuden lopulliseen kohtaloon. Jos pimeä energia on avaruuden luontainen ominaisuus, kuten se näyttää olevan, niin sitä on edelleen olemassa loputtomiin. Jos pimeä energia on syy maailmankaikkeuden kiihtyvään laajentumiseen, se on myös syy pienentää minkä tahansa avaruuden keskimääräistä tiheyttä pitkällä aikavälillä. Kun maailmankaikkeus kasvaa yhä harvemmaksi, se tulee myös kylmemmäksi ja vihamielisemmäksi elämää kohtaan. Siksi pimeää energiaa voidaan perustellusti syyttää maailmankaikkeuden ”lämpökuolleisuuden” aiheuttamisesta.