フライホイールエネルギー貯蔵 (FES) は,ローター (フライホイール) を非常に高速に加速させ,システム内のエネルギーを回転エネルギーとして維持することによって動作する.システムからエネルギーが抽出されると,フライホイールの回転速度は エネルギーの保存原理により減少しますシステムにエネルギーを加えることで,フライホイルの速度が増加します.
ほとんどのFESシステムは フライホイルの加速と減速に電力を使いますが,機械エネルギーを直接利用する装置が開発されています.
先進的なFESシステムには,高強度炭素繊維複合材で作られたローターがあり,磁気ベアリングで吊り下げられ,真空室で20,000~50,000rpmの速度で回転する.このようなフライホイルは数分で加速し,他の貯蔵方法よりもはるかに早くエネルギー容量を満たすことができます.