应变能（英语：strain energy），或称变形能，是指物体在发生形变时贮存于其中的能量。当外力撤去后，应变能会逐渐释放。对于弹性材料，应变能可以完全恢复，物体将回到初始状态。而对塑性材料而言，应变能无法完全恢复。
应变能通常记作U， 可表示为
U = ∫ v U 0 d V , {\displaystyle U=\int _{v}U_{0}dV,}
其中 U 0 {\displaystyle U_{0}} 为应变能密度（单位体积下的应变能）。对一维线弹性材料， U 0 {\displaystyle U_{0}} 为
U 0 = 1 2 σ ϵ = 1 2 E ϵ 2 = 1 2 σ 2 E , {\displaystyle U_{0}={\frac {1}{2}}\sigma \epsilon ={\frac {1}{2}}E\epsilon ^{2}={\frac {1}{2}}{\frac {\sigma ^{2}}{E}},}
其中 σ {\displaystyle \sigma } 为应力、 ϵ {\displaystyle \epsilon } 为应变，E则为杨氏模量。而对于三维问题， U 0 {\displaystyle U_{0}} 为
U 0 = 1 2 ( σ x ϵ x + σ y ϵ y + σ z ϵ z + τ x y γ x y + τ x z γ x z + τ y z γ y z ) , {\displaystyle U_{0}={\frac {1}{2}}(\sigma _{x}\epsilon _{x}+\sigma _{y}\epsilon _{y}+\sigma _{z}\epsilon _{z}+\tau _{xy}\gamma _{xy}+\tau _{xz}\gamma _{xz}+\tau _{yz}\gamma _{yz}),}
其中 σ {\displaystyle \sigma } 、 ϵ {\displaystyle \epsilon } 分别为正应力和正应变， τ {\displaystyle \tau } 、 γ {\displaystyle \gamma } 分别为切应力和切应变。
