自由能是一箇熱力學中的重要概念，指的是在特定的熱力學過程中，系統能夠轉化並對外輸出的有用能量。
自由能代表了系統減少的內能中可以轉化爲對外做功的部分，是系統在恆定溫度和壓力下可用於進行可逆過程的最大能量，描述了系統在給定條件下進行非體積功的能力。自由能的概念可以通過定義式F=U-TS來理解，其中U是內能，T是熱力學溫度，S是熵。在等溫等壓過程中，體系對外做功的最大值不會超過吉布斯自由能的減小值。根據熱力學第二定律，自由能變化（ΔG）在恆溫恆壓條件下永遠小於或等於零，當且僅當系統達到平衡時等於零。