En fait, chacun de ces cas particuliers est l’application d’une conception générale.

Mathématiquement, on dira que le travail élémentaire est une forme différentielle totale exacte (pour une force conservative, qui ne dépend pas du chemin) , avec les forces qui en sont les dérivées partielles (spatiales).
 
dW = (∂W/∂x).dx + (∂W/∂y).dy + (∂W/∂z).dz (forme différentielle du travail élémentaire)
Avec
⦁ (∂W/∂x) = Fx (Force sur x)
⦁ (∂W/∂y) = Fy (Force sur y)
⦁ (∂W/∂z) = Fx (Force sur z)
C’est-à-dire dW = F.dM (produit scalaire de la force par le déplacement élémentaire)

Comme, dans le cas d’une force conservative, le travail élémentaire est une différentielle totale exacte (cf thermodynamique et formes différentielles), alors cela signifie qu’il existe une fonction qui soit la primitive du travail élémentaire U(x,y,z) = ∭dW = ∫Fx.dx + ∫Fy.dy + ∫Fz.dz.
On nomme celle-ci « énergie potentielle ».
 
Mais cette fonction n’est connue qu’à une constante près, et il faut donc, de manière plus ou moins arbitraire, lui donner une valeur en un point (concept de « jauge »).
Souvent, on va prendre le 0 en l’infini.