Определим работу, совершаемую силами поля тяготения при перемещении в нем материальной точки массой 
. При перемещении этого поля на расстояние 
совершается работа (рис. 5.2):
.
При перемещении тела с расстояния 
до 
работа вычисляется по формуле:
.
Так как 
, то получим:
,
отсюда 
.
Величина, равная отношению потенциальной энергии к массе тела, является энергетической характеристикой и называется потенциалом: 
.
Потенциалом поля тяготения (
) называется скалярная величина, определяемая потенциальной энергией тела единичной массы в данной точке поля или работой по перемещению единичной массы из данной точки поля в бесконечность.
Если в последнюю формулу подставить выражение для потенциальной энергии и значение массы, равное 1, получим:
.
Связь между потенциалом () и напряженностью поля описывается выражением 
, то есть напряженность поля характеризует уменьшение потенциала на единицу длины. В векторной форме напряженность поля:
,
где 
.