晶界能是指晶界相對於晶體內部所具有的額外能量，這種能量是由於晶界上原子排列的畸變引起的。晶界能（記作γG）的單位是焦耳每平方米（J/m²）。晶界能主要由兩部分組成：晶界核心區域內原子之間的相互作用能（簡稱核心能），以及晶界長程應變場的彈性能（簡稱彈性能）。對於小角度晶界，彈性能占優勢；而對於大角度晶界，核心能占優勢。
小角度晶界的能量主要來源於位錯能量，包括形成位錯的能量和將位錯排成有關組態所需的功。位錯密度取決於晶粒間的位向差，因此小角度晶界能也與位向差有關。對於大角度晶界，晶界能與位向差之間存在複雜的關係，例如，某些特殊的大角度晶界（如共格孿晶界）具有很低的能量，而非共格孿晶界的能量則較高。
總的來說，晶界能的計算對於理解材料的物理行為和機械性能至關重要。儘管對於小角度晶界，可以通過位錯理論進行較為準確的計算，但對於大角度晶界，由於晶界能與晶界結構之間的關係尚未完全確定，通常需要採用近似方法進行估算。