Potentiell energi, lagrad energi som beror på den relativa positionen för olika delar av ett system. En fjäder har mer potentiell energi när den är komprimerad eller sträckt. En stålkula har mer potentiell energi höjd över marken än efter att ha fallit till jorden. I den upphöjda positionen kan den göra mer arbete. Potentiell energi är en egenskap hos ett system och inte en enskild kropp eller partikel; systemet består av jorden och den upphöjda bollen, till exempel, har mer potentiell energi när de två är längre åtskilda.
Potentialenergi uppstår i system med delar som utövar krafter på varandra i en storlek beroende på konfigurationen, eller relativ position, för delarna. När det gäller jordbollssystemet beror tyngdkraften mellan de två bara på avståndet mellan dem. Arbetet för att separera dem längre, eller för att lyfta bollen, överför ytterligare energi till systemet, där det lagras som gravitationspotentialenergi.
Potentiell energi inkluderar också andra former. Energin lagrad mellan plattorna i en laddad kondensator är elektrisk potentiell energi. Vad som vanligtvis kallas kemisk energi, ett ämnes förmåga att arbeta eller utveckla värme genom att genomgå en förändring av kompositionen, kan betraktas som potentiell energi som härrör från de ömsesidiga krafterna mellan dess molekyler och atomer. Kärnenergi är också en form av potentiell energi.
Den potentiella energin i ett system med partiklar beror bara på deras initiala och slutliga konfigurationer; det är oberoende av den väg partiklarna rör sig på. När det gäller stålkulan och jorden, om den ursprungliga positionen för bollen är marknivå och den slutliga positionen är 10 fot över marken, är den potentiella energin densamma, oavsett hur eller på vilken väg kulan höjdes. Värdet på potentiell energi är godtyckligt och relativt till valet av referenspunkt. I det ovan angivna fallet skulle systemet ha dubbelt så mycket potentiell energi om utgångsläget var botten av ett 10 fot-djupt hål.
Gravitationspotentialenergi nära jordens yta kan beräknas genom att multiplicera ett objekts vikt med dess avstånd över referenspunkten. I bundna system, såsom atomer, i vilka elektroner hålls av den elektriska attraktionskraften till kärnor, är nollreferensen för potentiell energi ett avstånd från kärnan så stor att den elektriska kraften inte kan detekteras. I detta fall har bundna elektroner negativ potentiell energi, och de mycket långt borta har noll potentiell energi.
Potentiell energi kan omvandlas till rörelseenergi, kallad kinetisk energi, och i sin tur till andra former som elektrisk energi. Således rinner vatten bakom en dam till lägre nivåer genom turbiner som vrider elektriska generatorer, som producerar elektrisk energi plus lite oanvändbar värmeenergi till följd av turbulens och friktion.
Historiskt inkluderades potentiell energi med kinetisk energi som en form av mekanisk energi så att den totala energin i gravitationssystem kunde beräknas som en konstant.
