Este trabajo explora la integración y efectividad de la inteligencia artificial en la mejora de la seguridad de la infraestructura energética crítica, destacando su potencial para transformar las prácticas de ciberseguridad en el sector. Se evaluó la capacidad de las soluciones de inteligencia artificial para detectar y responder a amenazas cibernéticas en entornos de infraestructura energética crítica a través de una metodología que combina análisis empírico y modelado de inteligencia artificial. Los resultados indican un aumento significativo en la tasa de detección de amenazas, alcanzando el 98%, y una reducción en el tiempo de respuesta a incidentes de más del 70%, demostrando la efectividad de la inteligencia artificial en la identificación y mitigación de riesgos cibernéticos de manera rápida y precisa. Además, la implementación de algoritmos de aprendizaje automático ha permitido la predicción temprana de fallos y ciberataques, mejorando significativamente la proactividad y la gestión de la seguridad en la infraestructura energética. Este estudio destaca la importancia de integrar la inteligencia artificial en las estrategias de seguridad de la infraestructura energética, proponiendo un cambio paradigmático en la gestión de la ciberseguridad que aumenta la eficiencia operativa y fortalece la resiliencia y sostenibilidad del sector energético frente a amenazas cibernéticas.