כמרכיב מפתח של מערכות חשמל חדשות, מערכות אחסון אנרגיה יצרו מערכת סיווג מגוונת בשל הבדלים בעקרונות טכניים, מדדי ביצועים ותרחישי יישומים. הבהרת ההבדלים בין מערכות אחסון אנרגיה שונות עוזרת להשיג בחירה מדויקת ותצורה מיטבית לצרכים הנדסיים ומבני אנרגיה שונים.
מנקודת מבט טכנית, ניתן לחלק בעיקר את אגירת האנרגיה לשלוש קטגוריות: אגירת אנרגיה אלקטרוכימית, אגירת אנרגיה מכנית ואגירת אנרגיה אלקטרומגנטית. לכל קטגוריה מאפיינים משלה מבחינת צפיפות האנרגיה, מהירות התגובה, משך הזמן ומבנה העלויות. אחסון אנרגיה אלקטרוכימית מבוסס על סוללות, כולל סוללות ליתיום-יון, סוללות חומצה עופרת- וסוללות זרימה. היתרונות הנפוצים שלהם הם צפיפות אנרגיה גבוהה, פריסה גמישה ומהירות תגובה מהירה (מילישניות לשניות), מה שהופך אותם למתאימים ל-טווח קצר, וויסות תדרים- גבוהים ותרחישים מבוזרים. ביניהן, לסוללות ליתיום-יונים יש יתרונות בולטים של חיי מחזור ויעילות, והן נמצאות בשימוש נרחב בתשתיות אנרגיה חדשות ויישומים- בצד המשתמש. לסוללות{11}}עופרת חומצה בעלות נמוכה אך תוחלת חיים קצרה יותר, בעוד שלסוללות זרימה יש פוטנציאל לאחסון אנרגיה ולבטיחות{{12} לטווח ארוך.
אגירת אנרגיה מכנית מסתמכת על תהליכים פיזיים לאחסון ושחרור אנרגיה. דוגמאות אופייניות כוללות אחסון הידרו שאוב, אחסון אוויר דחוס ואחסון אנרגיה של גלגל תנופה. אחסון הידרו שאוב מסתמך על המרת האנרגיה הפוטנציאלית של מים בין מאגרים עליונים לתחתונים, בעלי יכולות אחסון אנרגיה ב-קנה מידה גדול-לטווח ארוך (משעה ליום). ניתן לעצב את העוצמה והקיבולת שלו באופן עצמאי, מה שהופך אותו לעמוד התווך לגילוח שיא ברמת הרשת.- עם זאת, הוא מוגבל בתנאים גיאוגרפיים ויש לו מחזור בנייה ארוך. אחסון אנרגיית אוויר דחוס מתאים גם לתרחישים בקנה מידה גדול-לטווח ארוך, תוך שימוש במערות תת קרקעיות או מיכלי אחסון מלאכותיים. לאחרונה חלה התקדמות בשיפור יעילות ובקרת עלויות. אחסון אנרגיה של גלגל תנופה משיג תפוקת הספק-גבוהה מיידית באמצעות אחסון אנרגיה קינטית של גוף מסתובב-במהירות גבוהה, עם תגובה מהירה במיוחד, מתאים לניהול איכות חשמל וגיבוי-קצר טווח.
אחסון אנרגיה אלקטרומגנטית כולל קבלי-על ואחסון אנרגיה מוליכים-על. הראשון משיג טעינה ופריקה ברמה-שניה עם צפיפות הספק גבוהה במיוחד, מתאים לפעולות התחלה-עצירות תכופות או פיצוי עומס פגיעה; האחרון יכול להשיג כמעט -אחסון ושחרור אנרגיה ללא הפסדים בסביבות ספציפיות של טמפרטורה- נמוכה, והוא עדיין בשלב ההדגמה.
מנקודת מבט של יישום, אחסון אנרגיה אלקטרוכימית מתאים יותר לפרויקטים מבוזרים,-לטווח קצר ופרויקטי אחסון פוטו-וולטאיים-משולבים הן באספקת החשמל והן בצד המשתמש; אחסון אנרגיה מכאני, במיוחד אחסון הידרו שאוב, הוא בלתי ניתן להחלפה ב-רשת ברמת שיא גילוח-לטווח ארוך והעברת אנרגיה חוצה-זמן-תקופות; אחסון אנרגיה אלקטרומגנטית מתמקד בצרכים המיוחדים של דיוק גבוה ותגובה דינמית גבוהה. מערכות שונות משלימות זו את זו מבחינת קיבולת, משך זמן, עלות ויכולת הסתגלות אזורית. הבחירה בפועל דורשת הערכה מקיפה של בשלות הטכנולוגיה, הכלכלה ותפעול המערכת על מנת להשיג ביצועים מיטביים.