La densidad de energía de la batería se refiere a la energía eléctrica liberada por una unidad de masa o volumen de la batería. Cuanto mayor es la densidad de energía de la batería, más energía eléctrica se almacena por unidad de masa o volumen. La unidad básica es Wh/kg (vatios-horas por kilogramo).
La densidad de energía de la batería consta de dos conceptos: densidad de energía de una sola celda y densidad de energía del sistema de batería. Dado que el sistema de batería incluye no sólo las celdas sino también otros componentes tales como sistemas de circuitos y sistemas de gestión térmica, en términos generales, la densidad de energía de una sola celda es mayor que la del sistema de batería. Actualmente, la densidad energética de los principales sistemas de baterías de vehículos eléctricos puros está entre 140 y 180 Wh/kg.