En potensialbrønn er det området som omgir et lokalt minimum av potensiell energi (posisjonsenergi). Energi som fanges i en potensialbrønn kan ikke omvandles til andre energiformer (kinetisk energi om potensialbrønnen er gravitasjonell) ettersom energien fanges i det lokale minimumet.

Motsatsen til en potensialbrønn er en potensialbarriere, som er området rundt et lokalt maksimum.