势能面是物理化学和化学物理中的常见概念，表示某一微观体系的势能和相关参数之间的函数关系，是势能函数的图像，但在通常情况下，势能函数与势能面可以作等同观。常用在量子力学和统计力学中的绝热近似或玻恩-奥本海默近似里，用于对简单化学和物理系统里的化学反应和相互作用进行建模。

体系总势能与原子在空间的排布有关，是原子坐标等参数的函数，可以用一条曲线或一个多维表面表示。狭义的讲，将参数多于一个的势能图像叫做“(超)势能面”，而一维势能函数的图像称为“势能曲线”。势能面的多项式表面形式与它们在势能理论里的应用，有着自然的对应关系，而这种关系牵涉到对这些表面相互之间的调和函数。

A potential energy surface (PES) describes the energy of a system, especially a collection of atoms, in terms of certain parameters, normally the positions of the atoms. The surface might define the energy as a function of one or more coordinates; if there is only one coordinate, the surface is called a potential energy curve or energy profile. An example is the Morse potential.