碳中和电力系统指的是在电力生产中，使用水能、核能、风能、太阳能、生物质能等清洁能源作为能量来源，或者使用装有碳捕捉和封存装置的燃气发电机组，实现生产过程的碳氧化物静排放量为零甚至为负值，同时所产生的电力在质和量上要求能够满足电力用户的需求。相比传统电力系统只考虑电力用户的需求，碳中和电力系统在环境保护、能源可持续性上有了更高的要求。

碳中和电力系统与100%可再生能源电力系统有一些区别。在能源结构上，碳中和电力系统以核能、水能、化石能源（如装有“碳捕集、利用与封存”装置，即CCUS装置的火电机组）以及风能和太阳能为主，强调的是无碳排放；100%可再生能源电力系统则是以水能、风能、太阳能、生物质能和地热能为主，强调的是能量来源的可持续性。100%可再生能源电力系统需要对当前电力系统中装机占比最大的化石能源发电机组全部进行替换，因而实现起来非常困难。相对来说，碳中和电力系统则比较容易实现，许多国家制定了时间表来完成对碳中和电力系统的构建。然而，碳中和电力系统在规划和运行方面，也将面临诸多难题。