電池的能量密度是指電池單位體積或單位質量中存儲的電能。
電池的能量密度有兩個基本指標，重量能量密度和體積能量密度。重量能量密度的單位是瓦時每千克（Wh/kg），而體積能量密度的單位是瓦時每升（Wh/L）。重量能量密度是電池的容量乘以放電平臺除以重量，體積能量密度則是電池的容量乘以放電平臺除以體積。
電池能量密度是衡量電池技術先進程度的一箇重要指標，因爲在一箇給定的空間和重量條件下，電池的體積和重量有限，較高的能量密度意味着更高的性能和更優異的續航能力。電池能量密度分爲單體電芯能量密度和電池系統能量密度。單體電芯能量密度是單個電芯的能量密度，而電池系統能量密度是整個電池系統（包括電芯、電路系統、熱管理系統等）的電量與重量或體積的比值。由於電池系統包含了其他組件，單體電芯的能量密度通常高於電池系統的能量密度。