Энергетика является одним из секторов мировой экономики, наименее привлекательных для малых технологических предприятий, в связи с жесткими барьерами для входа на рынок, долгим сроком возврата инвестиций, высокой степенью контроля со стороны регуляторов. Однако процессы либерализации энергетики, массовое внедрение цифровых информационно-телекоммуникационных технологий, энергетического перехода расширяют возможности развития отраслевого технологического предпринимательства. Объектом исследования является энергетическая отрасль на этапе проведения активной технологической модернизации, а предметом - механизмы реализации технологического предпринимательства в энергетике с целью создания и внедрения в практику прорывных решений. Цель исследования - предложить теоретические принципы и обосновать концептуальную модель технологического предпринимательства в энергетике как инструмента инновационного развития данной критической инфраструктуры. Использовались классические общенаучные методы анализа, синтеза, классификации для усовершенствования необходимого понятийного аппарата. Модели технологического предпринимательства построены с помощью методов концептуального проектирования и визуальной аналитики. В качестве результатов исследования представлена систематизация барьеров, препятствующих развитию технологического предпринимательства в энергетике и выявленных на основе анализа научной литературы наряду с опросом экспертов энергетических предприятий, типовых форм технологического предпринимательства и схем ресурсного взаимодействия при реализации прорывных проектов между энергетическими предприятиями, потребителями новых продуктов и сервисов, университетами, разработчиками, инвесторами. Предложенные рекомендации могут быть использованы энергокомпаниями при создании корпоративных механизмов технологического предпринимательства, а также государственными органами и университетами при развитии отраслевой инновационной инфраструктуры.