Існує 2 варіанти пояснення сутності темної енергії:

Темна енергія є космологічна стала — незмінна енергетична густина, що рівномірно заповнює простір.

Темна енергія є квінтесенція — динамічне поле, енергетична густина якого може змінюватися в просторі-часі.

Остаточний вибір між двома варіантами вимагає високоточних вимірів швидкості розширення Всесвіту, щоб зрозуміти, як ця швидкість змінюється з часом. Темпи розширення Всесвіту описуються космологічним рівнянням стану. Розв'язок рівняння стану для темної енергії — одна з найнагальніших задач сучасної спостережної космології.

Введення космологічної константи в стандартну космологічну модель (так звану метрику Фрідмана-Леметра-Робертсона-Вокера, FLRW), призвело до появи сучасної моделі космології, відомої як лямбда-CDM модель. Ця модель добре узгоджується з існуючими космологічними спостереженнями.

Темна енергія та прихована маса

Гіпотеза про існування темної енергії, вирішує так звану «проблему невидимої маси». Теорія нуклеосинтезу Великого Вибуху пояснює формування в молодому Всесвіті легких хімічних елементів, такиї як гелій, дейтерій та літій. Теорія великомаштабної структури Всесвіту пояснює формування структури Всесвіту: утворення зір, квазарів, галактик і галактичних скупчень. Обидві ці теорії передбачають, що густина баріонної матерії і темної матерії складає близько 30 % від критичної густини, яка необхідна для утворення «закритого» Всесвіту, тобто густина, яка необхідна, щоб форма Всесвіту була плоскою. Вимірювання реліктового випромінювання Всесвіту, нещодавно проведені супутником WMAP, показують, що форма Всесвіту дійсно дуже близька до «плоскої». Тому, деяка раніше невідома форма невидимої енергії повина давати відсутні 70 % густини Всесвіту.