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電力系統において直流を用いて送電する方式をいう。一般の電力系統では三相交流を用いた三相交流送電が用いられている。三相交流とは原理的には交流回路（単相交流）を三つ組み合わせたもので、これを3本の電線で接続するようくふうされており、単相交流に比較すると電力の発生、輸送面で経済的となる。日本では、明治20年代の電力系統発足当時は210ボルトの直流送電が用いられたが、系統の拡大とともに電力の発生、輸送面から有利な3000ボルト交流送電へと移行した。その後、電力需要の増大とともに明治後半には66キロボルトが、大正時代には154キロボルトが導入され、1952年（昭和27）に275キロボルトが導入された。このころから発電所が用地事情や環境面の制約などから遠隔地に建設され、ここで発生する大電力を需要の中心地まで効率的に輸送するため、187～500キロボルトの超高圧交流送電へと移行してきた。一方、直流送電は交流送電では実現できない利点を有していることから、一部の系統において採用されてきた。直流送電のおもな利点は次のとおりである。①送電線路の建設費が安価なこと。②周波数の異なる系統間の連系ができること。③短絡容量を増大しないで設備強化ができること。④コイル成分による制約を受けないため長距離・大電力送電に適していること（送電端と受電端の同期運転の必要性がないことから安定度面で有利となる）。⑤コンデンサー成分による制約を受けないため長距離のケーブル系統に適していること。⑥電力の流れを容易に制御できること。一方、欠点としては次のとおりである。①交流から直流へ、または直流から交流へ変換する交直変換装置が高価であること。②高調波障害対策が必要なこと。
直流送電の歴史は、日本では前述のように明治20年代の電力系統発足時にさかのぼるが、本格的に検討されたのは1940年代に高電圧水銀整流器が開発され、その後スイス、ドイツ、スウェーデンなどを中心に直流送電の試験設備がつくられ、実用化を目ざした研究が進められてからである。1954年に世界で初めて商業ベースとしてスウェーデン本土からゴトランド島への直流送電（2万キロワット、100キロボルト）が運転を開始し、1961年の英仏直流連系によって本格的な直流送電の実用化時代となった。その後、日本でも長距離・大電力送電や海底ケーブル送電などを目的とした大容量・高電圧の直流送電設備が続々と運転を開始した。さらに技術的にも水銀整流器にかわるものとしてサイリスタ素子を用いた交直変換装置が実用化されている。おもな設備としては、50ヘルツ系と60ヘルツ系を連系するための佐久間（さくま）FC（Frequency Converter、周波数変換装置）、新信濃（しんしなの）FC、東清水（ひがししみず）FC、および海底ケーブルで連系するための北海道・本州間連系設備（北本連系線。北海道と本州間）、紀伊（きい）水道直流連系設備（四国と本州間）がある。
今後、開発が期待されている洋上風力発電では、海底ケーブルによる送電が用いられる。交流送電は海底ケーブルのコンデンサー成分に流れる電流が大きくなり損失が大きくなるため、長距離（50キロメートル以上）送電への適用は困難であり、直流送電を用いる必要がある。大規模な洋上風力発電では広範囲に発電設備が分布するため、高性能な自励式交直変換装置を用いた多端子直流送電の利用が有望である。