將導線敷設在地下以傳輸電能。在城市居民區或需跨越河流、海峽等架設架空輸電線路有困難的地區，經過技術、經濟和環境保護等各種因素的綜合比較，多採用地下線路輸電。
實用的地下輸電線路是電力電纜，包括利用SF6氣體絕緣和環氧樹脂間隔棒支撐導線的管道充氣電纜。20世紀70年代以來，出現瞭低溫低阻電纜輸電。隨著超導技術的進步，對超導輸電也在積極進行研究。地下輸輸電線路的敷設方式有直埋式、隧道式和暗溝式等。路徑選擇需考慮路上設施和交通狀況，已有的地下埋設物，以及地質、水位等條件，使線路總長度盡可能短。
電纜的輸送容量主要由容許電流決定。容許電流又受電纜絕緣體容許溫度的限制。容許溫度指當電流通過電纜時，因電阻損耗、介質損耗、基礎溫度等綜合作用而引起的導體溫升不得超過電纜絕緣體所能承受的溫度。工程設計時需根據長時間通電、短時間通電和短路等三種工作狀況分別予以計算。為提高容許電流，電力電纜多采用油、水或空氣進行強制冷卻。
與架空輸電線路相比，電纜線路的主要優點是不占用線路走廊。又由於電纜埋設在地下，不受大氣環境等自然條件的影響，運行比較安全。但投資費用高，電纜在運行中會受到大地電流的電磁感應，還會發生化學腐蝕，不易判斷故障位置等，對此均需采取相應的技術措施。
電纜用於交流輸電時，由於電容電流較大，輸送容量和傳輸距離都受到一定限制，需采用無功補償裝置，因而增加瞭投資。用於直流輸電則經濟效益較高。1954年瑞典首先建成戈特蘭島100千伏直流電纜線路，全長96公裡，輸送容量2萬千瓦。1961年英法兩國在英法海峽聯建一條±100千伏、65公裡的電纜線路。1965年新西蘭在庫克海峽建成新西蘭南北島±250千伏、609公裡的直流輸電線路，其中有39公裡電纜線段。1984年加拿大建成兩條525千伏交流電纜線段，長度分別為30公裡和8公裡。中國廣州黃棠線有220千伏充油電纜3.12公裡，還有上海跨黃浦江的220千伏電纜和浙江舟山110千伏直流電纜線路，500千伏交流電纜已在錦州董傢變電所試運行。