勢能阱是材料物理性質的一個重要數據。
在化學鍵中，原子基本保持一定的距離，這是一個平衡點（鍵長），如果沒有外力作用，原子既不能靠得更近，也不能相互遠離。顯然，原子間存在吸引力和排斥力，使其在某一位置達到平衡。吸引力與排斥力之和即為系統的總勢能。
化合物中的原子結合是否緊密，可直接影響熔點，彈性模量，熱膨脹係數等性質。較深的勢能阱表示原子間結合較緊密，其對應的材料就較難熔融，並具有較高的彈性模量和較低的熱膨脹係數。
總勢能與原子間距離變化的曲線稱為勢能圖（勢能阱）。
熱膨脹是晶體最重要的基本性質之一。掌握晶體熱膨脹的變化規律，對生產實踐中合理選擇和使用材料有著重要的意義。
晶體溫度上升體積膨脹，晶體平均原子間距在增加，原子的振動能量上升。嚴格來說，原子若作簡諧振動，則振幅關於原子平衡位置對稱，溫度升高並不會使晶體體積膨脹 實際上原子的振動勢能曲線並不是對稱的拋物線，而是越向右越平滑。
