Kütle çekim enerjisi, bir cismin yerçekimi alanında bulunduğu konumdan dolayı sahip olduğu enerjidir. Kütle çekim enerjisi, bir cismin sonsuz uzaklıktan bulunduğu yere getirmek için yapılan işe eşittir. Kütle çekim enerjisi, iki cismin arasındaki mesafeye bağlı olarak değişir. Mesafe azaldıkça kütle çekim enerjisi azalır, mesafe arttıkça kütle çekim enerjisi artar. Kütle çekim enerjisi, bir cismin yerçekimi alanından kurtulmak için gerekli olan enerjiye de eşittir. Bu enerjiye kurtulma enerjisi denir.
Kütle çekim enerjisinden enerji üretmek mümkündür, ancak bunun için çok büyük kütlelere ve çok yüksek hızlara ihtiyaç vardır. Örneğin, yıldızlar, hidrojen atomlarını helyuma dönüştürerek kütle çekim enerjisinden faydalanırlar. Bu süreçte, kütle çekim enerjisi nükleer füzyon enerjisine dönüşür ve yıldızlara ışık ve ısı verir. Başka bir örnek ise, kara deliklerdir. Kara delikler, yakınlarındaki maddeleri yutarak kütle çekim enerjisinden faydalanırlar. Bu süreçte, kütle çekim enerjisi ısı ve radyasyon enerjisine dönüşür ve kara deliklerin etrafında akresyon diski adı verilen parlak bir yapı oluşur.
Kütle çekim enerjisinden sınırsız enerji üretmek mümkün değildir, çünkü evrende sınırsız kütle yoktur. Ayrıca, kütle çekim enerjisini kullanmak için çok fazla iş yapmak gerekir. Örneğin, bir cismin yerçekimi alanından kurtulması için kurtulma hızına ulaşması gerekir. Kurtulma hızı, Dünya için yaklaşık 11 km/s, Güneş için yaklaşık 617 km/s’dir. Bu hızlara ulaşmak için çok fazla yakıt harcamak gerekir. Dolayısıyla, kütle çekim enerjisinden sınırsız enerji elde etmek pratik değildir.