19世纪80和90年代，人们逐渐掌握了多相交流电路原理，创造了交流发电机、变压器、感应电动机以及交流功率表等，确立了三相制。由于采用交流电，各个不同电压之间的变换、输送、分配和使用都便于实现，并且和当时的直流输电技术比较，更加经济和可靠。1895年以美国尼亚加拉复合电力系统为代表，确立了交流输电的主导地位，并发展成规模巨大的电力系统。

交流输电技术的发展是以增加输送容量、扩大输送距离和提高输电线路电压等级为标志。以1887年英国建成10千伏线路为起点，输送几十千米、几千千瓦功率发展到765千伏电压、超过1000千米的输送距离、200万千瓦以上的功率。并且开始研究1150千伏和1500千伏的特高压电压等级输电。其中1150千伏输电苏联已有工业性试验线路运行。而2009年中国已建成年投入运行1000千伏特高压的试验示范线路，其技术达到世界领先水平，引起了美国等其他国家的广泛重视。各国除采用750（765）千伏电压外，还广泛采用35千伏、66千伏、110千伏、230千伏、287千伏、330千伏、400千伏、500千伏电压，不同国家规定了自己的额定电压等级，以适应不同距离、不同输送功率的要求。与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离见表。330～765千伏称为超高压，1000千伏称为特高压，低于330千伏称为高压。

在330千伏及以上的架空交流输电线路上，为充分利用导线的材料，减少电晕损耗和电晕干扰，降低线路电感，增大线路电容，降低线路波阻抗（反映输电线路电磁特性的一个综合参数），从而增大线路的自然功率，输电线采用分裂导线结构。20世纪80年代后期，苏联开始研究紧凑型的输电线路结构，以期进一步大幅度降低波阻抗，提高线路的自然功率。

由交流输电线路联结起来的电力系统有以下的特征：①要求所有的发电机保持同步运行并且有足够稳定性。②要求合理的无功分布和补偿来保证系统的电压水平。③对邻近的通信线路的危害影响和干扰比较严重。这些固有特征在超高压以上的交流输电中更加显著，成为发展交流输电必须解决的重要技术课题。750千伏以上电压等级的特高压输电，对环境生态的影响，包括导线下方的电磁场强度、电晕干扰以及可听噪声等，也成为备受关注的问题。