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  一個位置的重力位(formula_1)等於每單位質量在該點擁有的位能(formula_2):  式中formula_4表示物體的質量。一個位置的重力位能等於在將物體從無限遠處移動到該點的路徑上,重力場所做的負功。若物體的質量等於1公斤,那麼該物體的位能的大小便會與重力位相等。  在某些情況下,可以假設重力場的強度與所在位置無關。此時上式可以被進一步化簡。比方說,在接近地表附近的重力加速度formula_5可以視為定值,因此不同位置間的位能差formula_6能夠與高度差formula_7近似為簡單的線性關係:

  若令一質點的質量為formula_9,則在與質點距離formula_10處的重力位formula_1可被定義為:

  牛頓萬有引力定律指出: 其中 式中的負號使得formula_4往formula_9方向吸引,因此萬有引力是吸引力。  而重力場formula_5則描述了空間中任意位置上,每單位質量的質點所受到的萬有引力:  當我們去考慮在重力場中每單位質量的物體由外力移動一段距離formula_27所需做的功formula_28,由於功等於力與位移的內積,所以formula_29,式中的負號表示外力所做的功與重力場所做的功相反。如果將物體從點formula_30移動到點formula_31,則formula_32等於沿著該路徑的線積分 在球座標系中formula_34,所以  因此 其中,formula_37是從原點到點formula_30的距離,formula_39是從原點到點formula_31的距離。對於任何兩條具有相同起點和終點的路徑,上式的積分一定具有相同的值。既然線積分與路徑無關,我們可以就定義一個函式formula_41: formula_41就稱為重力位。只要預先設定一個標準參考點formula_44,formula_1的值就可以由formula_10來決定。  習慣上,我們將無限遠處的重力位設為零。因此,在點formula_10的重力位formula_1等於 此外,formula_32可以用formula_1重新寫成: 因此,在重力場中移動每單位質量的物體所需的功,等於兩點之間重力位的差。如果想將物體移動到了離質點formula_9更遠的地方,則一定要做正功。上式也可以看做是將單位質量的物體從無限遠處移到該點所需的功。

  由上述的計算得知,formula_30、formula_31兩點之間重力位的差等於 然而根據梯度定理(線積分基本定理),重力位的梯度formula_57沿曲線的積分,可用重力位在該曲線兩端的值之差來計算: 所以 由於對於任何點formula_30、formula_31都是如此,因此被積數必須相等: 這是重力位的一個重要性質。

  在公制單位中,力的單位是牛頓,質量的單位是公斤,所以重力場的單位是牛頓/公斤而重力位的單位是牛頓米/公斤,或焦耳/公斤。

  經典力學中,一個質量分佈產生的重力位,等於各個點質量的重力位的疊加。如果一個質量分佈由有限個點質量組成,點質量的位置為formula_63,質量為formula_64,那麼其在點formula_10產生的重力位formula_41等於  如果在三維歐氏空間formula_68上將質量分佈以測度formula_69給出,則重力位等於formula_70對formula_69的卷積。 在理想的情況下,這等價於積分  式中formula_73代表點formula_10與點formula_75的距離。如果該質量分佈在點formula_10的密度為formula_77,那麼formula_69便等於密度formula_77與單位體積 formula_80的乘積:formula_81,而重力位就等於體積分

  如果有一個重力場formula_83由質量分佈formula_84產生,使用高斯定律(英語:Gauss's law for gravity)的微分形式可以獲得  由於formula_86,帶入高斯定律後可得到重力的泊松方程式  若密度處處為零,則上式便退化為拉普拉斯方程。泊松方程可以使用格林函式求解。

  根據殼層定理,若存在一個球形對稱的質量分佈,對對於處在分佈外面的觀察者而言,其行為就好像所有質量都集中在球心的個點質量,因此可以等效地作為點質量來處理。在地球表面,重力加速度"g"大約為9.8 m/s,儘管該值隨緯度和海拔高度略有變化(因為地球是扁球形,極點處的加速度大小略大於赤道處的加速度大小。)  在一個密度均勻的球體內,可以求出其重力位formula_88等於

  在廣義相對論中,重力位被度量張量取代。當重力場的來源較弱並且移動速度比光速慢很多時,廣義相對論就會簡化為牛頓萬有引力理論,且在領頭階度量張量可表示為重力位的函式。

  在計算空間中的重力位 時,牽涉到計算formula_91的倒數的積分,這個積分的難易度雖著質量分佈formula_84而異。為了將計算化簡,這時候可以使用多極展開,將式子化為formula_93的冪級數,讓積分變得容易得多。做理論運算時,在允許誤差範圍內,時常可以只取多極展開幾個最低階的非零項,忽略其它剩下的、數值超小的項。

  下表給出了關於來自地球,太陽和銀河系的引力在不同位置上的重力位大小;換句話說,位於地球表面的物體需要60 MJ/kg的動能才能“脫離”地球的重力場,另外要有900 MJ/kg才能脫離太陽的重力場,而超過130 GJ/kg才能脫離銀河系的重力場。重力位是逃離速度的平方的一半。
在古典力學中,一個位置上的重力位(英語:Gravitational potential)等於將每單位質量的物體從零位面移動到該位置所需的功(即此過程中轉移給該單位質量的物體的能量)。重力位類似於電磁學中電位的概念,而質量可比擬為電荷在電磁學中扮演的角色。習慣上,重力位的零位面會取在無限遠處。在這種約定下,任何有限距離處的重力位都小於零。