Potenciālā enerģija, uzkrātā enerģija, kas ir atkarīga no dažādu sistēmas daļu relatīvā stāvokļa. Atsperim ir lielāka potenciālā enerģija, kad tas ir saspiests vai izstiepts. Tērauda bumbiņai ir vairāk potenciālās enerģijas, kas pacelta virs zemes, nekā tai ir pēc kritiena uz Zemi. Paceltā stāvoklī tas ir spējīgs veikt vairāk darba. Potenciālā enerģija ir sistēmas, nevis atsevišķa ķermeņa vai daļiņu īpašums; piemēram, sistēmai, kas sastāv no Zemes un paceltās bumbas, ir lielāka potenciālā enerģija, jo abas tās atrodas tālāk viena no otras.
Potenciālā enerģija rodas sistēmās ar daļām, kuras viena otrai iedarbojas uz lielumu, kas atkarīgs no detaļu konfigurācijas vai relatīvā stāvokļa. Zemes lodīšu sistēmas gadījumā gravitācijas spēks starp abiem ir atkarīgs tikai no attāluma, kas tos atšķir. Darbs, kas veikts, lai tos atdalītu tālāk vai paceltu bumbu, pārnes papildu enerģiju uz sistēmu, kur tā tiek glabāta kā gravitācijas potenciālā enerģija.
Potenciālā enerģija ietver arī citas formas. Starp uzlādētā kondensatora plāksnēm uzkrātā enerģija ir elektriskā potenciāla enerģija. To, ko parasti sauc par ķīmisko enerģiju, vielas spēju veikt darbu vai izdalīt siltumu, mainot sastāvu, var uzskatīt par potenciālo enerģiju, kas rodas no molekulu un atomu savstarpējiem spēkiem. Arī kodolenerģija ir potenciālās enerģijas veids.
Daļiņu sistēmas potenciālā enerģija ir atkarīga tikai no to sākotnējās un galīgās konfigurācijas; tas nav atkarīgs no ceļa, pa kuru daļiņas pārvietojas. Tērauda bumbiņas un Zemes gadījumā, ja bumbiņas sākotnējā pozīcija ir zemes līmenī un galīgā pozīcija atrodas 10 pēdas virs zemes, potenciālā enerģija ir vienāda neatkarīgi no tā, kādā veidā un pa kuru ceļu bumba tika pacelta. Potenciālās enerģijas vērtība ir patvaļīga un relatīva attiecībā pret atskaites punkta izvēli. Iepriekš minētajā gadījumā sistēmai būtu divreiz vairāk potenciālās enerģijas, ja sākotnējā pozīcija būtu 10 pēdas dziļa cauruma apakšdaļa.
Gravitācijas potenciālo enerģiju pie Zemes virsmas var aprēķināt, reizinot objekta svaru ar tā attālumu virs atskaites punkta. Saistītās sistēmās, piemēram, atomos, kuros elektroni tiek turēti ar kodolu pievilkšanas elektrisko spēku, nulles potenciālās enerģijas atsauce ir attālums no kodola, kas ir tik liels, ka elektriskais spēks nav nosakāms. Šajā gadījumā saistītajiem elektroniem ir negatīva potenciālā enerģija, un ļoti tālu esošajiem tiem ir nulles potenciālā enerģija.
Potenciālo enerģiju var pārveidot kustības enerģijā, ko sauc par kinētisko enerģiju, un, savukārt, citās formās, piemēram, elektriskajā enerģijā. Tādējādi ūdens, kas atrodas aiz aizsprosta, zemākā līmenī plūst caur turbīnām, kuras ieslēdz elektroģeneratorus, ražojot elektroenerģiju plus kādu nelietojamu siltuma enerģiju, kas rodas turbulences un berzes rezultātā.
Vēsturiski potenciālā enerģija tika iekļauta kinētiskajā enerģijā kā mehāniskās enerģijas forma, lai kopējo enerģiju gravitācijas sistēmās varētu aprēķināt kā konstanti.
