能量密度是指在一定空間或質量的物質中儲存能量的大小。
能量密度的測量單位通常是焦耳/立方米、千焦/立方米或兆焦/立方米，這在衡量電池性能時尤其相關，比如比較不同電池單位體積或重量內能存儲的電量，量綱為M(L^-1)(T^-2)。在食品營養學中，能量密度指的是單位重量（如100克）的食物所含的能量，通常以每克所含的卡路里數（千卡/克，kcal/g）來表示，這與食物的水分和脂肪含量密切相關。例如，脂肪的能量密度高於蛋白質和碳水化合物，因為1克脂肪能產生9千卡的能量，而蛋白質和碳水化合物分別只有4千卡。