能源互联网可分为五层，分别为支撑层、感知层、传输层、平台层、应用层。
支撑层构建完备的技术支持体系，包括物联网协同感知技术、样本库共性技术、自治组网技术、传输模块仿真技术和TD网融合技术。在感知层，信息采集方式主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、各种类型传感器(声、光、电、热、压、温、湿、振动、化学、生物等类型)和光纤探头等。储能核心技术有待突破传输层涵盖了网络通信全产业链，包括网络通信芯片设计与制造、网络通信模块/终端制造、网络通信基础设施制造、网络通信运营、网络通信软件/中间件设计、网络**系统解决方案提供、网络系统解决方案提供等。平台层主要承载各类应用并推动其成果的转化。应用层主要包括智能安防、智能环保、智能交通、智能农业、智能医疗等。
据CCID-MRD预测，“十二五”期间我国传感器与敏感元件年均市场需求增长率将达31%，市场规模有望由2010年的600亿元提高至2015年的1000亿元以上。此外，变频空调等产品推广对传感器的需求较传统产品多增加3-4个/每台，预计该领域仍将实现较快增长。
在各类传感器中，流量传感器、压力传感器、温度传感器近几年来一直保持持续稳定增长的态势，三者占据了各类传感器市场一半以上的份额，分别为21%、19%、和14%。其中，温度传感器作为应用*为广泛的传感器之一，在2012年达到78亿元的市场规模。未来，工业自动化、汽车电子和可穿戴设备等应用将是驱动传感器快速增长的重要引擎。高工产研预测，到2015年，温度传感器市场规模将达到156亿元。
智能仪表作为传感器下游应用，正向智能化发展。智能仪器仪表计量系统通过采用传感技术进行计量，采用现代CPU技术和嵌入式程序技术进行计算，采用智能IC卡技术或者有/无线远传技术进行记录和传输。信息管理系统与之配合，可实现仪表数据自动抄录及程序控制，进而可实现水、气、热、电等的自动计价、自动缴费和远程控制。此外，基于智能仪器仪表的自动化和可编程特性，其发展可大大助力水、气、热价格改革的推进，为阶梯计价提供智能化、一体化解决方案。
在储能领域，中国储能产业经过近几年的发展，储能核心技术有待突破已经逐步引起政府主管部门的重视。早在2009年9月，国家电网旗下的新源控股有限公司与河北张家口就签订了协议，在张北、尚义县风电场建设国内头个风光储能示范项目，总投资200亿元以上，建设500MW风电场，100MW光伏发电站，110MW储能装置。其中一期工程投资32.2亿元，于2011年12月25日建成投产，包括风电98.5MW、光伏40MW和储能20MW。随着国家示范项目展开，大容量储能系统有望在未来几年开始大规模建设，抢先布局的企业有望获得丰厚收益。