Potentiel energi, lagret energi, der afhænger af den relative placering af forskellige dele af et system. En fjeder har mere potentiel energi, når den komprimeres eller strækkes. En stålkugle har mere potentiel energi hævet over jorden end den har efter at have faldet til Jorden. I den hævede position er det i stand til at udføre mere arbejde. Potentiel energi er en egenskab ved et system og ikke en individuel krop eller partikel; systemet består af Jorden og den hævede kugle, for eksempel, har mere potentiel energi, når de to er længere adskilt.
Potentiel energi opstår i systemer med dele, der udøver kræfter på hinanden i en størrelse afhængig af konfigurationen eller den relative position af delene. For jordkuglesystemet afhænger tyngdekraften mellem de to kun af afstanden, der adskiller dem. Arbejdet, der udføres med at adskille dem længere, eller ved at løfte kuglen, overfører ekstra energi til systemet, hvor det opbevares som en tyngdekraft potentiel energi.
Potentiel energi inkluderer også andre former. Energien, der er lagret mellem pladerne i en ladet kondensator, er elektrisk potentiel energi. Hvad der almindeligvis er kendt som kemisk energi, et stofs kapacitet til at arbejde eller at udvikle varme ved at gennemgå en ændring af sammensætningen, kan betragtes som potentiel energi, der stammer fra de gensidige kræfter mellem dens molekyler og atomer. Atomenergi er også en form for potentiel energi.
Den potentielle energi i et system med partikler afhænger kun af deres indledende og endelige konfigurationer; det er uafhængigt af den sti, hvor partiklerne bevæger sig. Når det gælder stålkuglen og Jorden, hvis den oprindelige position af kuglen er jordoverfladen og den endelige position er 10 meter over jorden, er den potentielle energi den samme, uanset hvordan eller på hvilken rute kuglen blev hævet. Værdien af potentiel energi er vilkårlig og i forhold til valget af referencepunkt. I det ovenfor anførte tilfælde ville systemet have dobbelt så meget potentiel energi, hvis udgangspositionen var bunden af et 10 fod dybt hul.
Tyngdepotentialenergi nær Jordens overflade kan beregnes ved at multiplicere en objekts vægt med dens afstand over referencepunktet. I bundne systemer, såsom atomer, hvori elektroner holdes af den elektriske tiltrækningskraft til kerner, er nulpunktreferencen for potentiel energi en afstand fra kernen, så stor, at den elektriske kraft ikke er detekterbar. I dette tilfælde har bundne elektroner negativ potentiel energi, og de meget langt væk har nul potentiel energi.
Potentiel energi kan omdannes til bevægelsesenergi, kaldet kinetisk energi, og igen til andre former såsom elektrisk energi. Således strømmer vand bag en dæmning til lavere niveauer gennem turbiner, der drejer elektriske generatorer, der producerer elektrisk energi plus noget ubrugelig varmeenergi, der er resultatet af turbulens og friktion.
Historisk set blev potentiel energi inkluderet med kinetisk energi som en form for mekanisk energi, så den samlede energi i gravitationssystemer kunne beregnes som en konstant.
