自由エネルギー（じゆうエネルギー、free energy）とは、の1つである。熱力学第一法則から導いた式によりエネルギーの収支を、第二法則から得た式によりある過程の進行の 自発性を扱えるので、十分な物理量を得るという意味でどんな状況をも物理および化学において取り扱える。ただし、実際の応用において便利な式とは、
の（エントロピーなどの）変化まで計算・計測しなければ使えない式ではない。通常、関心がもたれるのは 系で何が起きたかであり、外界の変化は重要ではない。自由エネルギーはある系内における熱力学的関数の変化による平衡と自発性の指標であ る。
等温等積過程の自由エネルギーはヘルムホルツの自由エネルギー（Helmholtz free energy）と呼ばれ、等温等圧過程の自由エネルギーはギブズの自由エネルギー（Gibbs free energy）と呼ばれる。通常、ヘルムホルツ自由エネルギーはFで表記さ れ、ギブズ自由エネルギーはGで表記される。体積変化pVが系外に為す仕事の分だけ異なるので両者の間にはF = G − pVの関係にある。