Sitova energia on energia, joka tarvitaan hiukkasen poistamiseksi atomista. Jokaisella atomin osalla on sitovaa energiaa, mutta termiä käytetään yleisesti viittaamaan energiaan, joka tarvitaan atomin ytimen jakamiseen. Tämä energia on olennainen osa ydinfissio- ja fuusio -keskusteluja. Elektronien sitomisenergiaa kutsutaan yleisemmin ionisaatioenergiaksi.
Ydinsidosten energia voidaan havaita mittaamalla atomin massa, joka on pienempi kuin sen komponenttien massa. Tämä johtuu siitä, että osa ydinhiukkasten massasta muuttuu energiaksi yhtälön E = mc2 mukaisesti. Puuttuva massa on sitovan energian lähde. Pienimmillä atomeilla on alhaisin ydinsitomisenergia. Se pyrkii lisääntymään atomiluvulla rautaan, jolla on suurin sitomisenergia; suuret atomit ovat epävakaampia.
Ytimet koostuvat protoneista ja neutroneista. Samanlaiset maksut torjuvat. Protonit ovat positiivisesti varautuneita, ja neutraalit neutraalit eivät tarjoa tasapainottavaa negatiivista varausta. Ytimen sidosten on oltava riittävän vahvoja voittaakseen protonien positiivisten varausten karkottavat voimat. Näin ollen näihin joukkovelkakirjoihin on varastoitu suuri määrä energiaa.
Ydinfissio- ja fuusioprosessit riippuvat ydinsitovan energian vapautumisesta. Fuusioissa deuterium, vetyatomi, jossa on yksi neutroni, ja tritium, vetyatomi, jossa on kaksi neutronia, sitoutuvat muodostamaan heliumatomin ja varaneutronin. Reaktio vapauttaa energiaa, joka on yhtä suuri kuin sitoutumisenergian ero ennen fuusiota ja sen jälkeen. Fissiossa suuri atomi, kuten uraani, jakautuu pienemmiksi atomeiksi. Hajoava ydin vapauttaa neutronisäteilyä ja suuria määriä energiaa uusien atomien ydinsidosten vahvuudesta.
Elektronin ionisaatioenergia vaihtelee sen atomityypin mukaan, josta se on erotettu, ja siitä atomista aiemmin poistettujen elektronien lukumäärän mukaan. Ulkoisten elektronien poistaminen vaatii vähemmän energiaa kuin sisäisten poistaminen, ja parin jakamiseen tarvitaan enemmän energiaa kuin yksinäisen elektronin poistamiseen. Ero ionisaatioenergioissa on syy siihen, että jotkin kokoonpanot ovat vakaampia kuin toiset: mitä suurempi seuraava ionisaatioenergia, sitä vakaampi on atomin tila. Stabiilit yhdisteet hallitsevat luonnossa; ionisaatioenergiat kirjaimellisesti muotoilevat maailmaa.