随着人民生活水平不断提高，对能源的多样化需求也越来越多。未来能源发展将由单一的能源系统向综合能源系统转变，在规划、建设和运行过程中，对各种能源的产生、传输与分配、转换、存储、消费、交易等环节实施有机协调与优化，进而形成能源产供销一体化系统，实现多种能源间更有效的互联、互通和互济。构建综合能源系统，有助于提高能源的利用效率，实现可再生能源规模开发，实现能源的可持续供应，提高社会能源供用灵活性与安全性。
当前，中国处于工业化、城镇化的关键阶段，能源消费仍会持续增长，可再生能源开发规模和速度举世瞩目，而我国的能源利用效率亟待提高。构建综合能源系统，有利于提高系统运行的安全性，并降低单一能源系统的高成本，有助于可再生能源规模化开发，有助于传统能源利用效率提升，有助于实现社会能源可持续发展。
因此，构建综合能源系统，对我国当前及未来的发展具有重要意义。
但同时，综合能源系统的落地建设面临着技术领域、政策机制，和发展模式等多方面挑战。
在技术领域，挑战存在于三方面：系统建模方面，电、气、热多物理量如何统一建模、整体优化；优化规划方面，不同形态的能源如何进行有效的梯级利用，实现冷、热、电、气多种能源的平衡；运行控制方面，如何实现正常运行下能源优化和故障情况下系统稳定之间的有机协调。智能电网与综合能源系统的终极目标是一致的，综合能源系统是以电力为核心的能源转化、传输、分配的多能源网络，应充分利用我国在智能电网领域建设成果，积极发展综合能源系统。
在政策机制方面，综合能源系统的发展将带来我国能源消费新模式和产业发展的新业态，需要以下五方面政策的支撑：完善能源价格机制，完善合理反映能源资源稀缺程度、市场供求关系、生态环境价值的能源价格机制；建立现代能源市场交易体系，构建高比例新能源接入下，提升能源系统灵活性的市场交易体系；降低市场门槛，建立综合能源的竞争性市场，培育多元化的市场主体，推进集中式能源与分布式能源的协调发展；完善能源补贴及激励机制，建立并完善可再生能源配额制和绿色电力证书交易制度；健全能源金融体系，鼓励以PPP、产业投资基金等多种方式参与能源项目，拓宽创新型能源企业融资渠道，激励能源投资领域的发展。
在发展模式方面，综合能源服务由冷、热、电、气能源基础服务和用户能效等能源增值服务管理两方面构成。综合能源服务的核心不是技术问题，也不是简单的建设模式变化，而是能源开发利用思路的转变。越来越多的社会民营资本涌入能源领域，通过专业化的投资、运营保证项目收益。
综合能源系统方兴未艾，国家电网公司提出了综合能源的发展战略，南方电网公司也成立了综合能源服务公司。综合能源将是能源各界、各方人士需要共同面对的问题。