能量密度（Energy density）是指在一定的空間或質量物質中儲存能量的大小。電池的能量密度是電池平均單位體積或質量所釋放出的電能。
電池的能量密度又分為單體電芯的能量密度和電池系統的能量密度，電池系統的能量密度低于單體電芯。
鋰電池系統屬于封閉系統，由于受制于鋰元素特性，已目前在鋰電池中能量密度最高的三元鋰電池為例，其單體能量密度也僅為1.08MJ/kg（電池包系統衰減20%）。
未來如果要提升鋰電池的能量密度，需依靠全固態電池技術的突破，但其能量密度上限也不高。
燃料電池系統屬于開放性系統，其能量密度實質上取決于儲氫量，氫氣本身的能量密度為143MJ/Kg，而且目前燃料電池系統能量密度超過350wh/kg，未來隨著儲氫技術的進步，能量密度提升仍有非常大的空間。
