फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण (एफईएस) एक रोटर (फ्लाईव्हील) को बहुत उच्च गति तक तेज करके और प्रणाली में ऊर्जा को घूर्णन ऊर्जा के रूप में बनाए रखकर काम करता है। जब प्रणाली से ऊर्जा निकाली जाती है,ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत के परिणामस्वरूप फ्लाईव्हील की घूर्णन गति कम हो जाती है; प्रणाली में ऊर्जा जोड़ने के परिणामस्वरूप फ्लाईव्हील की गति में वृद्धि होती है।
अधिकांश एफईएस सिस्टम मक्खीपटल को तेज करने और धीमा करने के लिए बिजली का उपयोग करते हैं, लेकिन ऐसे उपकरण विकसित किए जा रहे हैं जो सीधे यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं।
उन्नत एफईएस प्रणालियों में उच्च शक्ति वाले कार्बन फाइबर कम्पोजिट से बने रोटर होते हैं, जो चुंबकीय बीयरिंगों द्वारा निलंबित होते हैं, और वैक्यूम कैबिनेट में 20,000 से 50,000 आरपीएम से अधिक की गति से घूमते हैं।ऐसे फ्लाईव्हील मिनटों के मामले में गति प्राप्त कर सकते हैं, कुछ अन्य प्रकार के भंडारण की तुलना में अपनी ऊर्जा क्षमता को बहुत तेजी से प्राप्त कर सकते हैं.