Potenciālā enerģija ir pozīcijas uzkrātā enerģija. To var uzskatīt par enerģiju, ko “uzglabā” jebkura fiziska sistēma. To sauc par potenciālu, jo pašreizējā formā tas neveic nekādu darbu un neizraisa nekādas izmaiņas savā apkārtnē. Tomēr tai ir potenciāls pārvērsties dažādos enerģijas veidos, piemēram, kinētiskajā enerģijā. Standarta vienība šādas enerģijas mērīšanai ir džouls.
Kad objekts tiek pārvietots no sākotnējā stāvokļa un enerģija to atvelk atpakaļ šajā pozīcijā, potenciālajai enerģijai ir tendence pastāvēt. Piemēram, bumbiņai atsperes galā ir enerģija, kas tiks pārvērsta kinētiskā enerģijā, kad tai ļaus atgriezties sākotnējā stāvoklī. Atlaižot svaru, kas tiek turēts virs zemes, tam būs potenciālā enerģija, jo gravitācija to atvelk atpakaļ sākotnējā stāvoklī.
Viens no galvenajiem šāda veida enerģijas principiem ir enerģijas nezūdamības likums, kas nosaka, ka enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt. Objekta pacelšanai vai atsperes saspiešanai patērētā enerģija vienkārši nepazūd, tā tiek “uzglabāta” kā potenciālā enerģija. Pēc tam tas tiek atbrīvots kā kinētiskā enerģija ar atjaunojošo spēku. Ievadītā enerģija ir vienāda ar izvadīto enerģiju; vispārējā enerģija negūst vai nezaudē.
Ir daudz dažādu potenciālās enerģijas veidu. Potenciālā elastīgā enerģija pastāv, ja elastīgs objekts, piemēram, loks vai gumijas josla, tiek izstiepts vai citādi deformēts spriedzes ietekmē. Potenciālā ķīmiskā enerģija ir saistīta ar ķīmiskajām saitēm molekulā. Ķīmiskajās reakcijās ķīmiskā potenciālā enerģija tiek pārveidota par citiem enerģijas veidiem, kad saites tiek pārtrauktas un pārveidotas. Potenciālajai elektroenerģijai ir trīs primārās formas: elektrostatiskā, elektrodinamiskā un kodolenerģija.
Potenciālā elektrostatiskā enerģija pastāv, kad uzlādēta daļiņa atrodas miera stāvoklī. Tam ir potenciālā enerģija, jo tā atrodas attiecībā pret citām lādētām daļiņām. Potenciālā elektrodinamiskā enerģija pastāv kustīgu lādētu daļiņu dēļ. Šīs daļiņas var veidot elektromagnētisko lauku, kas spēj pārvietot citus objektus. Potenciālā kodolenerģija pastāv, pateicoties attiecībām starp subatomiskām daļiņām, piemēram, protoniem, elektroniem un neitroniem, atomu kodolā.