אחד ממושגי היסוד של הפיסיקה וגודל בעל חשיבות מרכזית בענפי מדע וטכנולוגיה אחרים. האנרגיה של מערכת קשורה ביכולתה של המערכת לבצע עבודה. הן העבודה והן האנרגיה נמדדות ביחידה בשם גָ’אוּל. כאשר על גוף שמסתו קילוגרם אחד פועל כוח כולל בגודל ניוטון אחד, הדוחף את הגוף לאורך דרך של מטר אחד, אומרים כי הכוח ביצע עבודה של ג’אול אחד. אם מערכת מבצעת עבודה בשיעור ג’אול אחד, האנרגיה שלה פוחתת בג’אול אחד. לעומת זאת אם כוח חיצוני מבצע עבודה בשיעור ג’אול אחד על המערכת, האנרגיה שלה גדלה בג’אול אחד.
במכאניקה מבדילים בין אנרגיה קינטית, הנובעת מתנועה של הגוף, ואנרגיה פוטנציאלית, הקשורה במקומו של גוף שפועלים עליו כוחות. סכומן הוא האנרגיה המכאנית של הגוף. האנרגיה הקינטית שווה למכפלה של חצי המסה במהירות בריבוע. האנרגיה הפוטנציאלית של גוף הנמצא בשדה כבידה אחיד שווה למכפלה של מסת הגוף, בתאוצת הכבידה, ובגובהו של הגוף מעל מישור ייחוס מסוים שבו האנרגיה הפוטנציאלית מוגדרת כאפס. חוק שימור האנרגיה המכאנית קובע, כי כמות האנרגיה המכאנית של גוף אינה משתנה בעת התנועה, כל עוד לא פועלים עליו כוחות חיכוך.
כאשר גוף נופל, האנרגיה הפוטנציאלית שלו הולכת ופוחתת ואילו האנרגיה הקינטית שלו הולכת וגדלה, באופן שסכומן נשאר קבוע. כשהגוף פוגע בקרקע, הוא נבלם וכל האנרגיה המכאנית שלו נעלמת – היא הופכת לאנרגיה תרמית, או לחום. האנרגיה התרמית היא למעשה האנרגיה הקינטית של המולקולות של החומר.
כאשר מתחשבים בכך שהחום הוא צורה של אנרגיה אפשר לנסח חוק שימור אנרגיה כללי, שלפיו כמות האנרגיה הכוללת אינה משתנה, גם במקרים שבהם פועלים כוחות חיכוך. חוק זה (המכונה: החוק הראשון של התרמודינמיקה) קובע כי כמות החום שמושקעת במערכת, בניכוי העבודה שהמערכת מבצעת, שווה לשינוי באנרגיה הפנימית של המערכת. האנרגיה הפנימית יכולה להיות אנרגיה פוטנציאלית של גובה, או אנרגיה פוטנציאלית של קפיץ, או חום הנאגר במערכת, ויכולה להיות קשורה בשינויים כימיים (אנרגיה כימית) או חשמליים (אנרגיה חשמלית), או לשינויים בגרעין האטום (אנרגיה גרעינית) וכדומה.
ההכרה בכך שהאנרגיה יכולה ללבוש צורות רבות אך כמותה הכוללת נשמרת תמיד, הייתה אחת ההצלחות הגדולות של הפיסיקה. האנרגיה דומה מבחינה זו לכסף: אם אומרים על מישהו שיש לו מיליון דולר, אין הכוונה שהוא מחזיק סכום זה במזומן, אלא שיש לו נכסים שונים שזה שוויים הכולל. בדומה, גם האנרגיה עשויה ללבוש צורות שונות שכל אחת מהן יכולה, באופן עקרוני, להפוך לעבודה או לחום. אחת המסקנות של תורת היחסות הפרטית היא שגם המסה היא צורה של אנרגיה והיא יכולה להפוך לסוגי אנרגיה אחרים.
לעיון וקריאה נוספת באינטרנט: