モースポテンシャル（英: Morse potential）は、二原子分子の原子間相互作用を表現するのに便利なポテンシャルである。名称は物理学者フィリップ・M・モース（英語版）にちなむ。このポテンシャルによる原子間振動のモデルは、切断の効果（非結合状態）を明示的に含むため調和振動子（英語版）（quantum harmonic oscillator、QHO）とみなすよりも良い近似となる。さらに振動の非調和性や（赤外分光における）倍音（overtone）、結合音（英語版）によるバンド（hot band）の存在をも説明できる。

モースポテンシャルは他の相互作用（例えば原子・界面間）の記述にも用いられる。その単純性（3つのパラメータしか含まない）から最新の分光学では用いられなくなっているが、その数学的形式はモース長距離ポテンシャル（Morse/Long-range, MLR）へと発展させられた。これは分光データに当てはめるのに最もよく利用されるポテンシャルである。
ポテンシャルエネルギー関数モースポテンシャル（青線）と 調和振動のポテンシャル（緑線）。固有エネルギーが等間隔（?ω）である調和振動のポテンシャルとは異なり、モースポテンシャルでは結合解離エネルギーに近づくにつれて間隔がせばまっていく。零点エネルギー（ v = 0に対応）が正であることから、De は解離に真に必要なエネルギー D0 よりも大きくなる。

モースポテンシャルの関数形は V ′ ( r ) = D e ( 1 − e − a ( r − r e ) ) 2 {\displaystyle V'(r)=D_{\mathrm {e} }\left(1-e^{-a(r-r_{\mathrm {e} })}\right)^{2}}

である。ここで r {\displaystyle r} は原子間距離、 r e {\displaystyle r_{\mathrm {e} }} は平衡結合距離、 D e {\displaystyle D_{\mathrm {e} }} はポテンシャルの井戸の深さ（well depth, 解離状態の原子に基づいて定められる）、 a {\displaystyle a} はポテンシャルの幅を調整する定数である（ a {\displaystyle a} が小さいほど井戸は広くなる）。結合解離エネルギーは井戸の深さ D e {\displaystyle D_{\mathrm {e} }} から零点エネルギー E 0 {\displaystyle E_{0}} を引くことで計算できる。結合の強度を見るには V ′ ( r ) {\displaystyle V'(r)} を r = r e {\displaystyle r=r_{\mathrm {e} }} のまわりでのテイラー展開すればよい。2階導関数が D e a 2 {\displaystyle D_{\mathrm {e} }a^{2}} となるので、パラメータ a {\displaystyle a} は a = k e / 2 D e {\displaystyle a={\sqrt {k_{\mathrm {e} }/2D_{\mathrm {e} }}}}

と表せる。ここで k e {\displaystyle k_{\mathrm {e} }} は r = r e {\displaystyle r=r_{\mathrm {e} }} 付近で調和振動とみなしたときのばね定数である。

ポテンシャルエネルギーの基準点のとり方には任意性があるから、定数の加減によりモースポテンシャル関数形は何通りにも書くことができる。原子・界面相互作用の場合は、基準点を調節して V ( r ) = V ′ ( r ) − D e = D e ( 1 − e − a ( r − r e ) ) 2 − D e {\displaystyle V(r)=V'(r)-D_{\mathrm {e} }=D_{\mathrm {e} }\left(1-e^{-a(r-r_{\mathrm {e} })}\right)^{2}-D_{\mathrm {e} }}

のように改良できる。これは V ( r ) = D e ( e − 2 a ( r − r e ) − 2 e − a ( r − r e ) ) {\displaystyle V(r)=D_{\mathrm {e} }\left(e^{-2a(r-r_{\mathrm {e} })}-2e^{-a(r-r_{\mathrm {e} })}\right)}