Die potentielle Energie ist die gespeicherte Energie der Position. Man kann es sich als Energie vorstellen, die von jedem physikalischen System „gespeichert“ wird. Es wird Potential genannt, weil es in seiner jetzigen Form keine Arbeit verrichtet und keine Veränderung in seiner Umgebung hervorruft. Es hat jedoch das Potenzial, in verschiedene Energieformen, wie zum Beispiel kinetische Energie, umgewandelt zu werden. Die Standardeinheit für die Messung dieser Energie ist das Joule.
Wenn ein Objekt aus seiner ursprünglichen Position verschoben wird und es von Energie in diese Position zurückgezogen wird, besteht die Tendenz, dass potentielle Energie existiert. Eine Kugel am Ende einer Feder zum Beispiel hat Energie, die in kinetische Energie umgewandelt wird, wenn sie in ihre ursprüngliche Position zurückkehren darf. Ein über dem Boden gehaltenes Gewicht hat beim Loslassen potenzielle Energie, da es durch die Schwerkraft in seine ursprüngliche Position zurückgezogen wird.
Eines der wichtigsten Prinzipien dieser Art von Energie ist der Energieerhaltungssatz, der besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört werden kann. Die Energie, die aufgewendet wird, um einen Gegenstand anzuheben oder eine Feder zusammenzudrücken, verschwindet nicht einfach, sie wird als potentielle Energie „gespeichert“. Es wird dann durch eine Rückstellkraft als kinetische Energie freigesetzt. Der Energieeintrag entspricht dem Energieertrag; es gibt keinen Gewinn oder Verlust an Gesamtenergie.
Es gibt viele verschiedene Arten von potentieller Energie. Potentielle elastische Energie liegt vor, wenn ein elastisches Objekt, wie eine Schleife oder ein Gummiband, unter Belastung gedehnt oder anderweitig verformt wird. Die potentielle chemische Energie hängt mit den chemischen Bindungen in einem Molekül zusammen. Bei chemischen Reaktionen wird chemische potentielle Energie in andere Energieformen umgewandelt, wenn die Bindungen aufgebrochen und neu gebildet werden. Potentielle elektrische Energie nimmt drei Hauptformen an: elektrostatisch, elektrodynamisch und nuklear.
Potentielle elektrostatische Energie existiert, wenn ein geladenes Teilchen ruht. Es hat potentielle Energie aufgrund seiner Position in Bezug auf andere geladene Teilchen. Potentielle elektrodynamische Energie existiert aufgrund der Bewegung geladener Teilchen. Diese Partikel können ein elektromagnetisches Feld bilden, das das Potenzial hat, andere Objekte zu bewegen. Potentielle Kernenergie existiert aufgrund der Beziehungen zwischen subatomaren Teilchen wie Protonen, Elektronen und Neutronen im Atomkern.