能源转型已成为当前及今后全球应对气候变化风险、推动高质量发展、实现能源供给安全的关键选择。但在多重目标约束下，能源转型的不确定性和挑战仍然较大。为此，本文从能源系统结构演化出发，对能源转型的基础概念、研究方法、问题挑战进行文献综述和探究分析，得到如下结论：(1)碳中和背景下的能源转型已由“技术”驱动转向“问题”驱动，且不同地区和国家能源转型进程差异明显，政策调控、技术创新、市场机制与主观行为成为能源转型的关键驱动因素。(2)针对能源转型的量化研究主要集中于能源转型程度的评价及其趋势预测，但由于涉及能源、经济、环境、社会等多系统的耦合联动，模拟预测的“黑箱”效应较为突出。(3)已有研究对能源转型的经济、安全与社会效益认识存在分歧，能源转型挑战与不确定性仍然较大。未来能源转型研究需兼顾气候变化与经济发展需要，采取多样化转型手段，注重供需协同、区域协同转型，持续加强多尺度建构—关联研究。本文旨在增进对能源转型认识论和方法论的理解，为地理学者开展能源转型研究提供学术参考。