Gravitatie-energie is de potentiële energie die een voorwerp bezit door zijn hoge positie ten opzichte van een lagere positie. Met andere woorden, het is energie die samenhangt met zwaartekracht of gravitatiekracht. Bijvoorbeeld, een pen die boven een tafel wordt gehouden heeft een hoger gravitatiepotentiaal dan een pen die op de tafel ligt. Gravitationele potentiële energie is mechanische energie min kinetische energie. Zij heeft een scalaire grootheid gemeten in Joule (J).
Een voorwerp krijgt gravitationele potentiële energie wanneer het zich bergopwaarts beweegt. De energie die wordt verbruikt bij het omhoog bewegen, wordt omgezet in gravitationele potentiële energie. Als het voorwerp weer naar beneden komt, wordt de gravitationele potentiële energie weer omgezet in kinetische energie (beweging). Daarom is fietsen op een steile heuvel erg zwaar, maar als je weer naar beneden komt, hoef je helemaal niet te trappen – je wordt aangedreven door de gravitationele potentiële energie die je hebt opgeslagen toen je de heuvel op reed. Een andere manier waarop gravitationele potentiële energie ons helpt is door de aarde en de andere planeten in een baan in ons zonnestelsel rond de zon te houden.
Formule en voorbeeld
De wiskundige formule voor de gravitatiepotentiaal-energie:
Gravitatiepotentiaal-energie = 
Waar:
- m is de massa van het voorwerp,
- g is de gravitatieversnelling van het voorwerp , en
- h is de hoogte boven een gekozen punt.
De meeste wetenschappers en studenten gebruiken deze meeteenheid:
- De waarde m is in kilogrammen.
- De waarde h is in meters.
- De waarde g is een natuurkundige constante met de waarde 9,81 meter per seconde in het kwadraat. Deze staat bekend als de gravitatieconstante.
- De waarde van de gravitationele potentiële energie die wordt berekend met behulp van waarden in de bovenstaande eenheden wordt de Joule (J) genoemd.
Bij voorbeeld, een voorwerp met een massa van 1,5 kilogram dat zich 2,5 meter boven de grond bevindt, zou een gravitationele potentiële energie hebben van:
joule.