能量均分定理（Equipartition Theorem）是經典統計力學中的一個基本公式，它描述了在熱平衡狀態下，能量如何被等量分配到系統中的各種運動形式。這一定理適用於多種系統，包括氣體、液體和固體，並且在量子效應可以忽略的條件下非常準確。
能量均分定理的核心內容是，在給定溫度T下，一個由大量分子（或原子）組成的系統的每個自由度都具有相同的平均動能，其值為kT/2。這裡的k是玻爾茲曼常數。這意味著，無論是分子的平移、旋轉還是振動運動，每種運動形式都貢獻相同的平均動能到系統的總能量中。
該定理的套用非常廣泛，例如，它可以用來計算物質的內能和熱容。在多組分系統中，每個組分的每個自由度也滿足這一能量均分的原則。此外，能量均分定理也被用於分析含有大顆粒物的系統，如流體中的顆粒物受到的重力和布朗運動的影響。
然而，當量子效應變得顯著時，特別是在非常低的溫度條件下，能量均分定理的預測可能會變得不準確。這是因為量子狀態下，某些自由度的能量可能是離散的，而不是連續的。在這種情況下，如果熱能kBT小於特定自由度下的量子能級間隔，那麼該自由度的平均能量和熱容可能會小於能量均分定理所預測的值。