Unter Sektorenkopplung (auch Sektorkopplung oder engl. Sector Coupling oder Integrated Energy genannt) wird die Vernetzung der Sektoren der Energiewirtschaft sowie der Industrie verstanden, die gekoppelt, also in einem gemeinsamen holistischen Ansatz optimiert werden sollen. Traditionell wurden die Sektoren Elektrizität, Wärmeversorgung (bzw. Kälte), Verkehr und Industrie weitgehend unabhängig voneinander betrachtet.Die Idee hinter dem Konzept ist es, nur auf Einzelsektoren zugeschnittene Lösungsansätze hinter sich zu lassen, die nur Lösungen innerhalb des jeweiligen Sektors berücksichtigen, und stattdessen hin zu einer ganzheitlichen Betrachtung aller Sektoren zu kommen, die ein besseres und günstigeres Gesamtsystem ermöglicht. Die Sektorenkopplung bietet drei Hauptvorteile:
Erstens ermöglicht sie, dass mithilfe von erneuerbaren Energien alle Sektoren der Wirtschaft dekarbonisiert werden können.
Zweitens ermöglicht die intelligente Kopplung der Sektoren mit Hilfe von bestimmten energieeffizienten Technologien wie Wärmepumpenheizungen, KWK-Anlagen oder Elektroautos eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs.
Drittens schafft die Sektorenkopplung, und damit die Nutzung großer und günstiger Energiespeicher außerhalb des Elektrizitätssektors, sog. funktionale Stromspeicher, große Flexibilität in der Nachfrage nach elektrischer Energie, mit der die Schwankungen der dargebotsabhängigen erneuerbaren Energien wie Windenergie und Solarenergie ausgeglichen werden können, ohne zu stark in teure elektrische Energiespeicher investieren zu müssen. Gleichzeitig steigt durch die Sektorenkopplung die Energiesicherheit.Gerade weil die Sektorenkopplung Synergieeffekte bei der Integration von hohen Anteilen erneuerbarer Energien ermöglicht, wird sie als Schlüsselkonzept bei der Energiewende und dem Aufbau von Energiesystemen mit 100 % erneuerbaren Energien betrachtet. Es besteht ein weitgehender Konsens, dass die Sektorenkopplung notwendig ist, um die Energiewende umzusetzen und die Klimaschutzziele zu erfüllen.Ein sektorgekoppeltes Energiesystem wird auch als Hybridnetz bezeichnet; ein über mehrere Energieinfrastrukturen integriertes, ganzheitlich konzipiertes und optimiert betriebenes System wird engl. Smart Energy System genannt.