Energian säilymisen laki on fysiikan periaate, jonka mukaan energiaa ei voida luoda tai tuhota suljetussa järjestelmässä. Se ilmaistaan termodynamiikan ensimmäisessä laissa, jossa todetaan, että energia voi muuttua monenlaiseksi, kuten valoksi tai lämmöksi, mutta energioiden kokonaissumma säilyy tai pysyy vakiona. Yleensä tämä laki on kuvattu heilurilla. Korkeus, jolla pallo vapautetaan heilurin toisesta päästä, on sama kuin pallon toisessa päässä oleva korkeus. Itse asiassa teoreettisesti kitkattomassa ympäristössä pallo heiluu edestakaisin ikuisesti.
Fysiikan peruskäsitteenä energian säilymislaki selittää, miten energiaa säilytetään ja muunnetaan järjestelmässä. Yleensä yksi energiamuoto voidaan muuntaa toiseksi energiamuodoksi. Esimerkiksi potentiaalienergia voidaan muuntaa kineettiseksi energiaksi.
Tietyn kohteen liike -energia on energiaa, joka sillä on liikkeessä ollessaan. Ilmaisuna kineettinen energia on puolet kohteen massasta kerrottuna kohteen nopeuden neliöllä tai KE = 1/2 mv2. Kineettinen energia koostuu kolmesta energiasta. Värähtelevä liike -energia on värähtelyliikkeestä johtuvaa energiaa ja kiertoliike -liike -energia on pyörimisliikkeestä johtuvaa energiaa. Kääntävä kineettinen energia on energia, joka johtuu massakeskuksen liikkeestä pisteestä toiseen.
Yleensä esineen potentiaalienergia on energiaa, joka varastoidaan lepotilassa voimakenttään. Painovoima on voima, joka vaikuttaa esineeseen ja antaa sille potentiaalista energiaa. Esimerkiksi kukkulan huipulla olevassa pallossa on painovoiman vuoksi tietty määrä varastoitua energiaa. Muita potentiaalienergian tyyppejä ovat sähköinen, magneettinen ja joustava. Esimerkki joustavasta potentiaalienergiasta on venytetty jousi.
Energian säilyttämisen lain mukaan mäessä olevan pallon potentiaalienergia muuttuu yleensä kineettiseksi energiaksi, kun pallo alkaa rullata mäkeä alas painovoiman seurauksena. Samoin venytetyn jousen potentiaalienergiasta tulee kineettinen energia, kun jousi vapautetaan. Heilurissa laki määrää, että kun pallo on korkeimmillaan, kaikki energia on potentiaalienergiaa ja liike -energia on nolla. Pallon alimmassa kohdassa kaikki pallon energia on kineettistä ja potentiaalienergiaa ei ole. Pallon kokonaisenergia on potentiaalienergian ja liike -energian summa.