结合能（英语：binding energy）是指化学键在形成的过程中，需要消耗的能量。在形成化学键时，分子内部的原子与化学键连接后，形成了一定的能量差，这就是化学键与原子之间的结合能。化学反应可以分为热反应、光反应、电化学反应、生物反应等，这些反应均涉及到分子间的结合和断裂。在这些反应中，结合能的应用十分广泛。
结合能是物质性能和化学性能的重要参考标准之一。在材料和物理化学中，结合能的概念十分重要。结合能分为原子结合能和物质结合能。原子结合能是指同位素核与相邻核结合成的体系较其原子核能量之和低的含义。物质结合能是指物质体系的相互作用能。
结合能的应用很广。在科学领域，结合能是核聚变和核裂变的物理基础，它对于核反应的产生和发展起着决定性的作用。在能源领域，结合能具有重要的意义。世界上绝大多数的能源都来自于化石燃料。但是这些化石燃料的使用，不仅会导致环境污染，还存在着可持续性和高额成本等问题。而核能则可能是人类未来长期、安全、可靠、清洁的能源之一。
结合能的研究和应用领域还很多，如电子学、生物学、地球物理学等。因此，结合能的意义和应用十分重大。
