势阱（英语：Potential well）是一个包围着势能局部极小点的邻域，在这个区域内，粒子的势能最小，形如陷阱。势阱捕获的能量无法转化为其他形式的能量，因为它被势阱的局部极低点捕获。因此，一个被势阱捕获的物体不能继续向全局势能最低处运动，即使它根据的原理自然地倾向于向全局最低点运动。在量子力学中，电子的势能图像类似一个波的形状，当电子处于波谷时，就好像处在一口井里，比较稳定，很难跑出来，因此称为势阱或势井。

势阱是粒子在某力场中运动时，势能函数曲线在空间的某一有限范围内势能最小的区域，形如陷阱。

这种现象不仅存在于量子力学中，任何形式的势只要具有这种特征，都可以称其存在势阱，例如重力势阱。量子力学与经典物理在势阱的概念上有所差异，量子力学中，电子具有一定概率穿过势阱跑出来，这一现象称为隧道效应。隧道电子显微镜正是利用了隧道效应的原理。

一维空间内运动的粒子，它的势能在一定区域内为零，而在此区域外势能为无限大，即：

,

.

这种势称为一维无限深方势阱。

量子力学中的势阱模型在微观领域的许多情况下，例如金属中的电子、原子中的电子、原子核中的质子和中子等粒子的运动都有一个共同特征，即粒子的运动都被限制在一个很小的空间范围以内，或者说，粒子处于束缚态。对于处于束缚态中的粒子，可假设其被关在一个具有理想反射壁的方匣里，在匣内不受其他外力作用。则粒子将不能穿过匣壁而只能在匣内自由运动。这就是量子力学中的势阱模型。