La creciente preocupación por el cambio climático ha intensificado el foco en la sostenibilidad del agronegocio, generando una transición energética urgente para mejorar la eficiencia productiva y mitigar los impactos ambientales. La compleja relación entre eficiencia energética y consumo de energía resalta la importancia de políticas estratégicas que garanticen un desarrollo sostenible. Este estudio emplea un modelo de regresión Double-Log con remuestreo bootstrap para analizar el efecto rebote en la transición energética del agronegocio en cinco países de América Latina —Brasil, Argentina, Uruguay, Colombia y México— utilizando datos del sector agrícola entre 2010 y 2022. Los resultados muestran que el efecto rebote influye significativamente en la transición energética, con impactos de diversa magnitud según el sector agrícola analizado. Se identifica un efecto rebote parcial en los cinco países, con coeficientes de elasticidad que varían desde 9,63 % (sector cafetero de Colombia) hasta 89,12 % (sector ganadero de Brasil). En el sector de la caña de azúcar en Brasil, la energía no renovable, el empleo agrícola y la eficiencia del riego fueron factores determinantes del consumo energético. En el sector ganadero brasileño, el consumo energético estuvo influido por las emisiones de CH₄, el ingreso y bienestar de los agricultores, el consumo de agua y las prácticas de conservación hídrica. En el sector ganadero de México, las emisiones de CH₄, la energía no renovable y las prácticas de conservación de agua fueron los principales factores asociados al consumo energético. En el sector de la caña de azúcar en Argentina, los pesticidas, las emisiones de NO₂, la energía renovable y el empleo agrícola fueron los factores clave, mientras que en su sector ganadero lo fueron la energía renovable, el ingreso y bienestar de los agricultores y el consumo de agua. En el sector ganadero de Uruguay, la energía no renovable, el bienestar de los agricultores y la eficiencia del riego influyeron en el consumo energético. En el sector cafetero de Colombia, las emisiones de NO₂ y la eficiencia del riego fueron los factores determinantes. Finalmente, el estudio resalta la importancia de alinear la transición energética con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), para evitar que las mejoras en eficiencia energética resulten, de manera involuntaria, en mayores niveles de consumo energético o degradación ambiental.