Fizik ve termodinamik bağlamında serbest enerji, bir sistemde faydalı iş yapmak için mevcut olan enerjiyi ifade eder. Aynı zamanda Gibbs serbest enerjisi veya basitçe G olarak da bilinir. Serbest enerji, sistemin hem entalpisini (bir sistemin toplam ısı içeriği) hem de entropisini (düzensizlik derecesi) dikkate alır ve bir sürecin kendiliğindenliğinin bir ölçüsünü sağlar veya Sabit sıcaklık ve basınç koşulları altında reaksiyon. Serbest enerjideki negatif bir değişiklik (ΔG < 0), bir reaksiyonun kendiliğinden olduğunu ve dışarıdan enerji girişi olmadan gerçekleşebileceğini gösterirken, pozitif bir ΔG, ilerlemek için enerji girişi gerektiren kendiliğinden olmayan bir reaksiyonu gösterir. "Serbest enerji" terimi bazen bilimsel bağlamı dışında yanlış anlaşılabilir. Bilimsel söylemde serbest enerji, özellikle fiziksel ve kimyasal süreçlerde iş yapmak için kullanılabilecek termodinamik potansiyeli ifade eder. Enerjinin maliyetsiz olduğu veya herhangi bir çaba ve harcama gerektirmeden elde edildiği anlamına gelmez. Hiçbir enerji, maliyetsiz olması veya sınırsız olarak evrensel olarak elde edilebilmesi anlamında gerçekten bedava değildir. Fizik ve mühendislikte serbest enerji, yukarıda açıklanan ve bir sistemde iş yapmak için mevcut enerjiyi ölçen termodinamik kavramı ifade eder. Enerjinin tüm biçimleri, doğal kaynaklar, insan emeği veya teknolojik girdiler olsun, kaynakları içerir ve genellikle bunların çıkarılması, dönüştürülmesi ve kullanılmasıyla ilgili maliyetlere veya çevresel etkilere neden olur. Biyokimya notlarında serbest enerji sıklıkla biyokimyasal reaksiyonlarda çok önemli bir rol oynayan Gibbs serbest enerjisine (ΔG) atıfta bulunur. ΔG, enzim katalizli süreçler veya metabolik yollar gibi biyokimyasal reaksiyonların enerji açısından uygun (kendiliğinden) olup olmadığını veya ilerlemek için ek enerji girişi gerektirip gerektirmediğini belirlemeye yardımcı olur. Enerji açığa çıkaran biyokimyasal reaksiyonlar (ΔG < 0), ATP sentezi gibi hücresel süreçleri yönlendirebilirken, pozitif ΔG ile reaksiyonlar meydana gelmek için enerji girişi gerektirir. Serbest enerji birimi ΔG, Uluslararası Birim Sisteminde (SI) genellikle joule (J) cinsinden ifade edilir. Biyokimyasal bağlamlarda, özellikle enzimatik reaksiyonlar ve metabolik yollarla ilgili olarak, serbest enerji değişiklikleri (ΔG), reaksiyona dahil olan reaktanların veya ürünlerin molü başına enerji değişimini yansıtmak için genellikle mol başına kilojoule (kJ/mol) cinsinden rapor edilir. Birim joule, bir metrelik bir mesafeye bir newtonluk kuvvet uygulandığında aktarılan veya harcanan enerji miktarını temsil eder ve bilimsel hesaplamalarda ve analizlerde serbest enerji değişikliklerinin standartlaştırılmış bir ölçüsünü sağlar.