В электроэнергетике округа преобладают тепловые электростанции, но велика роль и гидроэлектроэнергетики. Основная доля электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях, использующих преимущественно газовое топливо и отчасти донецкий уголь, а также мазут. Размещение тепловых электростанций обусловлено сырьевым и потребительским факторами. Наиболее крупными из тепловых электростанций являются Новочеркасская ГРЭС (2,4 млн кВт), Ставропольская ГРЭС (2,4 млн кВт), Невинномысская ГРЭС и Краснодарская ТЭЦ (каждая мощностью 1 млн кВт). ТЭЦ меньшей мощности обеспечивают электроэнергией и теплом Волгоград, Ростов-на-Дону, Волгодонск, Грозный, Астрахань и другие города.

Гидроэлектростанции региона размещены как на равнинных, так и на горных реках Кавказа. Среди равнинных выделяются Волжская ГЭС (2,5 млн кВт) на Волге и Цимлянская ГЭС (204 тыс. кВт) на Дону. Наиболее крупная из гидроэлектростанций, построенных на горных реках, — Чиркейская (1,1 млн кВт) на реке Сулак в Дагестане. Функционируют также каскады гидроэлектростанций на р. Белой в Адыгее и в Краснодарском крае, на Кубани в Ставропольском крае, Баксанская ГЭС в Кабардино-Балкарии, Гизельдонская в Северной Осетии на Тереке и другие. Ведется и проектируется строительство и ряда других гидроэлектростанций, в частности Ирганайской в Дагестане, Зарамагской и Дарьяльской в Северной Осетии, Ачалукской в Ингушетии, Зеленчукских в Карачаево-Черкесии. Гидроэнергетический потенциал Северного Кавказа в настоящее время используется явно недостаточно; в перспективе предполагается использовать его на 70%.

Совсем недавно начал функционировать первый энергоблок на Ростовской атомной электростанции — единственной в федеральном округе. Следует сказать, что целесообразность развития атомной энергетики в округе весьма спорна. Южные районы его находятся в сейсмически опасной зоне, из-за чего отказались от сооружения Краснодарской АЭС, да и площадка, где сооружена Ростовская АЭС, выбрана очень неудачно — корпуса ее разместились в 13 км от Волгодонска и в 10 км от Цимлянска, причем на самом берегу Цимлянского водохранилища. Это может быть чревато серьезными экологическими проблемами. Важную роль в электрообеспечении региона с недавнего времени стала играть Волгодонская АЭС, пущенная в эксплуатацию в 2001 г., несмотря на возражения.