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暗能量理论现有两种模型：宇宙学常数（即一种均匀充满空间的常能量密度）和标量场（即一个能量密度随时空变化的动力学场，例如暴涨场）。对宇宙有恒定影响的标量场常被包含在宇宙常数中。宇宙常数在物理上等价于真空能量。在空间上变化的标量场很难从宇宙常数中分离出来，因为变化太缓慢了。
宇宙学常数表示空间本身内含的能量。即使是不包含任何物质、完全虚空的空间，仍然包含这些能量，约每立方米10^-26千克。尽管宇宙学常数与目前所有已知数据吻合，但它的问题在于无法解释它为何如此之小，小到它对大部分宇宙历史都没有影响，包括宇宙形成的早期阶段。更让人难以接受的是，它比产生它的物理过程的能级还要小得多。
为了解决这个问题，许多物理学家提出，宇宙加速膨胀并非由空间自身引起，薄雾一样充满空间的能量场才是罪魁祸首。某些在空间中均匀分布的场，其势能有着跟宇宙学常数非常相似的作用。其中有一种叫作“暴胀子”的场，被认为曾经驱动了早期宇宙的加速膨胀阶段，即宇宙暴胀。也许另一个类似的场已经抬头，正驱动宇宙进入另一个暴胀过程。第二种场被称为“精质”（quintessence）。和宇宙学常数一样，它必须具有非常小的数值。但这一理论的支持者认为，与静态的常数相比，要解释一个非常小的动态物理量应该更容易一些。
无论是宇宙数还是“精质”，都属于暗能量的广义范畴。到目前为止，二者仍然缺少令人信服的解释，这也是为什么物理学家正在认真考虑更高维度的理论。额外维度理论的诱人之处在于它能自然而然地改变引力的行为。当引力按照牛顿理论或者广义相对论起作用时，其大小与物体之间距离的平方成反比。原因可以用简单的几何学来解释：引力的大小取决于引力线的密度。随着距离增加，这些引力线将在一个不断变大的边界上散开。在三维空间，该边界是二维表面，即一个面，它的大小随着距离平方的增加而增大。
如果空间是四维的，那么它的边界将是三维的立体空间，其大小随着距离的立方变化。这种情况下，引力线的密度将随距离的立方而减少。因此，在相同距离处，四维空间的引力将比三维世界更弱。在宇宙尺度上，引力的减弱将导致宇宙膨胀加速。
为什么只有在宇宙尺度上，引力的减弱会导致宇宙加速膨胀？
虽然引力子可以逃逸到额外维度上但它并非绝对自由，假设引力子由膜上的恒星或其他天体发出，它们能够逃逸到额外维度上，但只有当传播距离超过临界距离时才可以。
引力子的行为就像金属片上的声波。用锤子敲打金属片产生的声波，并非只在金属的二维表面传播，还有部分能量损失到周围的空气中去了。在锤子敲打的位置附近，这些能量可以忽略不计。但是在远处，损失的能量则显著增加。
对于物体间距超过临界距离的引力而言，这种逃逸具有深刻影响。在物体之间传递的虚引力子会沿着所有可能的路径传播，逃逸过程打开了通向多维空间的通道，从而让引力定律发生变化。
就膜本身而言，它是一种‘实在’，引力在膜上的传播与在周围空间的传播是不一样的。原因是电子、质子等开弦粒子只能够存在于膜上。即使是看似空无一物的膜，其中仍然包含有川流不息的虚电子、虚质子以及其他粒子，它们在量子涨落中不断出现再湮灭。这些粒子都能产生并响应引力。相反，膜周围的空间是真正的‘虚空’。引力子能够在其中遨游，但除了彼此相互作用之外，再没有其他物质可以互动。