应变能（ 英语 ：strain 能量 ），或称变形能，是指物体在发生形变时贮存于其中的能量。当外力撤去后，应变能会逐渐释放，对于弹性材料，应变能可以完全恢复，物体将回到初始状态。而对塑性材料而言，应变能无法完全恢复。应变能通常记作U，可表示为整个体积V内应变能密度U₀的积分。
证明
以一维问题为例，一个截面积为 、长度为 的等截面直杆在轴向外力 的作用下伸长 （图1）。如果不考虑变形过程中的动力效应和温度效应，则外力作的功 全部贮存到杆中，变成了杆的应变能 ，其值为：
式中 为变形过程中与伸长量对应的载荷。在图2所示的 曲线中，曲线下方的面积相当于杆中的应变能。而和曲线上方的面积相应的为余应变能（简称余能），记为 ，其值为：
式中 为杆的体积； 为杆中的 应力 ； 为杆中的应变； 分别为 对应的应力和应变。如果杆的材料为线弹性的（即应力和应变成正比），则应变能和余能 相等 ，即
式中 为 弹性模量 。
在三维问题中，有六个独立的 应力 分量和六个独立的应变分量。在小变形的情况下，每个应力分量在相应的应变分量上作功，因此应变能和余能的表达式都包括六项：
式中 为物体在加载过程中的 应力 分量； 分别为与上述应力分量相应的应变分量；积分上限的 下标 1表示加载终点。对于线 弹性体 则有