Эне́ргия связи — разность между энергией связанной системы частиц и суммарной энергией этих частиц в свободном состоянии. Для устойчивых систем энергия связи отрицательна и тем больше по абсолютной величине, чем прочнее система. Энергия связи с обратным знаком равна минимальной работе, которую нужно затратить, чтобы разделить систему на составляющие ее частицы.
Энергия связи является отрицательной величиной, так как при образовании связанного состояния энергия выделяется; ее абсолютная величина характеризует прочность связи (например, устойчивость ядер). Согласно соотношению Эйнштейна, энергия связи эквивалентна дефекту масс. Значение энергии связи определяется типом взаимодействия частиц в системе. Так, энергия связи ядра обусловлена сильными взаимодействиями нуклонов в ядре. У наиболее устойчивых ядер промежуточных атомов она приблизительно равна 8•106 эв на 1 нуклон — удельная энергия связи. Она может выделяться при слиянии легких ядер в более тяжелые, а также при делении тяжелых ядер, что объясняется уменьшением удельной энергии связи с ростом атомного номера.
Энергия связи электронов в атоме или молекуле определяется электромагнитными взаимодействиями и пропорциональна для каждого электрона ионизационному потенциалу, для электрона атома и в нормальном состоянии она равна 13, 6 эв. Этими же взаимодействиями обусловлена энергия связи атомов в молекуле и кристалле. Энергия связи при гравитационном взаимодействии обычно мала, но для космических объектов ее величина может быть значительной.