에너지는 일(work)을 할 수 있는 능력을 의미하고, 일과 동일한 물리적 단위(unit)를 지니고 있다. 고속도로를 질주하는 자동차는 다른 물체와 부딪혔을 때 차체를 찌그러뜨릴 수 있는 운동에너지(kinetic energy)를 가지고 있고, 옥상에 놓여 있는 물체는 지면에 떨어졌을 때 지면에 충격하중(impulse force)을 가해 변형시킬 수 있는 위치 에너지(position energy)를 가지고 있다. 이 외에 우리 주위에는 화력, 수력, 풍력 등과 같은 다양한 에너지 원(energy source)이 존재한다.
에너지 중에서 일로서 외부로 소모되지 않고 보존되는 에너지를 특별히 포텐셜 에너지라고 부른다. 엄밀한 의미에서 지구상에는 일로 전혀 소모되지 않는 순수한 포텐셜 에너지를 가지는 물체는 존재하지 않는다. 예를 들어 구슬을 지면에 떨어뜨리면 지면에 부딪힌 후 다시 튀어올라 원래 높이까지 올라와야 하지만 조금 낮은 위치까지만 상승한다. 그 이유는 위치 에너지의 일부가 구슬과 공기와의 마찰에 따른 마찰일과 지면을 변형시키는 일로 소모되기 때문이다. 따라서, 이렇게 외부로 소모되는 일이 존재하는 경우에 있어서 포텐셜 에너지는 전체 에너지 중에서 외부로 소모되는 일만큼 뺀 나머지 에너지로 정의된다.
포텐셜 에너지는 공학분야에 있어 대단히 중요한 역할을 하며, 특히 최소 포텐셜에너지 원리(minimum potential energy theorem)는 물체의 거동을 분석하는 근간이 될뿐더러, 레일레이-리쯔 방법(Rayleigh-Ritz method)과 같은 수치기법의 토대가 된다.
