Papildu enerģija, kas objektam piemīt kustībā, tiek dēvēta par kinētisko enerģiju. Šī kustība var būt jebkurā iespējamā virzienā, un ir vairāki dažādi kustības veidi, ar kuriem objekts var pārvietoties. Kinētisko enerģiju var raksturot arī kā darba apjomu, kas būtu nepieciešams objektam, lai paātrinātu no miera stāvokļa līdz tā pašreizējam ātrumam. Šīs enerģijas daudzums, kas var būt objektam, ir aprakstīts vienkārši kā lielums, un tas neatspoguļo tā pārvietošanās virzienu.
Matemātiskais vienādojums, ko izmanto, lai aprakstītu nerotējoša objekta kinētisko enerģiju, ir šāds:
KE = 1/2 * m * v²
Iepriekš minētajā vienādojumā KE ir objekta kinētiskā enerģija, bet m apzīmē tā masu un v tā ātrumu vai ātrumu. Iegūtais skaitlis viens, ko var iegūt, ir aprakstīts džoulos, kas ir darba vienība. Vienādojums saka, ka objekta kinētiskā enerģija ir tieši proporcionāla tā ātruma kvadrātā. Piemēram, ja objekta ātrums dubultojas, tas nozīmē, ka tā kinētiskā enerģija palielināsies četras reizes vairāk; ja ātrums trīskāršojas, tas palielināsies deviņas reizes utt.
Iepriekšējais vienādojums aprakstīja kinētisko enerģiju klasiskās mehānikas izteiksmē, kas nozīmē, ka objekts ir stingrs un tā kustība ir vienkāršota. Šis veids ir pazīstams kā translācijas kustība, kad objekts vienkārši pārvietojas no viena punkta uz otru. Ir arī citi veidi, kā objekts var pārvietoties, kur tā kinētiskās enerģijas aprēķināšana var būt sarežģītāka, ieskaitot vibrācijas kustību un rotācijas kustību. Ir arī gadījumi, kad objekti mijiedarbojas un var pārnest šo enerģiju savā starpā.
Daudziem objektiem, kas vienlaikus kustas, ir tā sauktā sistēmas kinētiskā enerģija, kur kopējais enerģijas daudzums ir vienāds ar katra atsevišķā objekta enerģijas summu. Šīs enerģijas aprēķināšanas vienādojumi kļūst sarežģītāki ar rotācijas un vibrācijas enerģiju, kā arī tad, ja pastāv objektu sistēma ar dažāda veida kustībām vai nestīviem objektiem. Tāpat arī tā aprēķins kļūst daudz sarežģītāks, ja to piemēro kvantu mehānikai un citiem mūsdienu fizikas veidiem.