Hareket halindeyken bir nesnenin sahip olduğu ekstra enerji kinetik enerji olarak bilinir. Bu hareket herhangi bir yönde olabilir ve bir nesnenin hareket edebildiği birkaç farklı hareket tipi vardır. Kinetik enerji, nesnenin dinlenme durumundan mevcut hızına kadar hızlanmasını gerektirecek iş miktarı olarak da tanımlanabilir. Bir nesnenin sahip olabileceği bu enerjinin miktarı basitçe bir büyüklük olarak tanımlanır ve seyahat yönünü temsil etmez.
Dönmeyen bir nesnenin kinetik enerjisini tanımlamak için kullanılan matematiksel denklem aşağıdaki gibidir:
Yukarıdaki denklemde KE , nesnenin kinetik enerjisi iken, m kütlesi ve v hızını veya hızını temsil eder. Elde edilebilecek bir sayı, iş birimi olan joule'de tanımlanmaktadır. Denklemin söylediği, bir cismin kinetik enerjisinin kare hızının değeri ile doğrudan orantılı olmasıdır. Örneğin, bir nesnenin hızı ikiye katlanırsa, bu kinetik enerjisinin dört katına çıkacağı anlamına gelir; hız üçe katlanırsa, dokuz kat artar, vb.
Önceki denklem kinetik enerjiyi klasik mekanik olarak tanımladı, yani nesnenin katı ve hareketi basitleştirildi. Bu tür, bir nesnenin sadece bir noktadan diğerine hareket ettiği çeviri hareketi olarak bilinir. Bir nesnenin kinetik enerjisini hesaplamanın, titreşim hareketi ve dönme hareketi dahil olmak üzere daha karmaşık olabileceği yerlerde hareket edebileceği başka yollar vardır. Nesnelerin etkileşime girdiği ve bu enerjiyi aralarında aktarabildiği durumlar da vardır.
Eşzamanlı olarak hareket halinde olan birçok obje, bir sistemin kinetik enerjisi olarak adlandırılan şeye sahiptir; burada toplam enerji miktarı, her bir objenin toplamından eşittir. Bu enerjinin hesaplanması için denklemler, dönme ve titreşim enerjisi ile ve çeşitli hareket türlerine sahip ya da rijit olmayan cisimlerden oluşan bir sistem olduğunda daha karmaşık hale gelir. Benzer şekilde, hesaplanması kuantum mekaniğine ve diğer modern fizik türlerine uygulandığında da çok daha karmaşık hale gelir.
