Tamna energija je vrlo rijedak, ujednačen negativni tlak koji prožima cijeli svemir koji se može promatrati. On čini 70% mase/energije u svemiru i odgovoran je za njegovu ubrzanu brzinu širenja. Tamna energija je drugačija od energije koja nam je poznata jer nije koncentrirana lokalno, kao što je slučaj sa zvijezdama i galaksijama, manifestacijama konvencionalne materije i energije. Postoje mnoge druge važne razlike između konvencionalne energije i tamne energije, koje fizičari nastavljaju istraživati.
Točan oblik ili mehanizam djelovanja tamne energije nije poznat. U tom je pogledu sličan svom rođaku, tamnoj tvari, što se može promatrati samo po utjecaju koji ima na normalnu tvar i energiju.
Postoje dvije glavne teorije za oblik tamne energije, iako je jedna istaknutija od druge. Prva teorija, kvintesencija, opisuje tamnu energiju kao fluktuirajuće polje koje mijenja svoj intenzitet na temelju lokacije. Druga teorija, teorija kozmološke konstante, opisuje tamnu energiju kao konstantnu i jednoličnu. Upravo u ovu drugu teoriju vjeruje većina fizičara i čini osnovu Lambda-CDM modela, prevladavajućeg modela strukture kozmosa.
Smatra se da negativni tlak kozmološke konstante potječe od fluktuacija vakuuma na iznimno malim razmjerima u cijelom svemiru. Takozvane virtualne čestice kontinuirano se stvaraju i uništavaju u tom vakuumu, stvarajući kvantnu pjenu koja i sama ima energiju.
Postojanje tamne energije ima implikacije na konačnu sudbinu svemira. Ako je tamna energija intrinzično svojstvo prostora, kako izgleda, tada će nastaviti postojati neograničeno. Ako je tamna energija uzrok sve bržeg širenja svemira, onda će to dugoročno biti i uzrok smanjenja prosječne gustoće bilo koje čestice prostora. Kako svemir postaje sve rijeđi, tako će postati hladniji i neprijateljskiji prema životu. Stoga se tamna energija opravdano može okriviti da je izazvala “toplinsku smrt” svemira.