This paper aims to analyze the capital-energy substitution by considering Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) members and development countries samples between 1990 and 2014. For this purpose, two-factors Constant Elasticity of Substitution (CES) production function was estimated by using Generalized Method of Moments (GMM) method. The results indicate that substitution elasticities are 1.4506 and 2.934 for OECD countries and development nations, respectively. Therefore, capital and energy can be considered imperfect substitutes, i.e., there exist degree of substitution, however, it is not possible to specialize in only one of them. It can be concluded that emissions mitigation costs are lower in developing economies, since there is a greater possibility of reallocate inputs into the production process.O objetivo deste trabalho é analisar o grau de substituição entre capital e energia para países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) e países em desenvolvimento no período de 1990 a 2014. Para este fim, a função de produção CES (Constant Elasticity of Substitution) para dois fatores foi estimada por meio do método de momentos generalizados (GMM - Generalized Method of Moments). Os principais resultados apontam elasticidade de substituição igual a 1,451 e 2,934 para os países da OCDE e das nações em desenvolvimento, respectivamente. Desse modo, capital e energia podem ser considerados substitutos imperfeitos, isto é, há possibilidades de trocas entre os fatores, porém, não é possível se especializar em apenas um deles. Diante desses achados, pode-se concluir que os custos de mitigação das emissões são possivelmente menores nas economias em desenvolvimento, visto que há maior oportunidade de substituição entre fatores.