L’expression générale de l’énergie potentielle gravitationnelle provient de la loi de la gravité et est égale au travail effectué contre la gravité pour amener une masse à un point donné de l’espace. En raison de la nature carrée inverse de la force de gravité, la force s’approche de zéro pour de grandes distances, et il est logique de choisir le zéro de l’énergie potentielle gravitationnelle à une distance infinie. L’énergie potentielle gravitationnelle près d’une planète est alors négative, car la gravité fait un travail positif à l’approche de la masse. Ce potentiel négatif est révélateur d’un « état lié »; une fois qu’une masse est près d’un grand corps, elle est piégée jusqu’à ce que quelque chose puisse fournir suffisamment d’énergie pour lui permettre de s’échapper. La forme générale de l’énergie potentielle gravitationnelle de la masse m est:

où G est la constante de gravitation, M est la masse du corps attirant et r est la distance entre leurs centres.
C’est la forme de l’énergie potentielle gravitationnelle qui est la plus utile pour calculer la vitesse d’échappement de la gravité terrestre.