運動エネルギー回生システム（うんどうエネルギーかいせいシステム、Kinetic Energy-Recovery System）は、ブレーキング時のエネルギーを回収・貯蔵し、加速時に再利用するシステムの総称。自動車レースのフォーミュラ1（F1）において2009年シーズンに導入され、2010年以降はスポーツカーレースでも搭載されるようになった。

F1では「KERS（カーズ[注釈 1]）」の略称で呼ばれたが、2014年のレギュレーション変更により、運動エネルギーのみならず熱エネルギーの回生も行う新たなシステムへ発展[1]。名称はエネルギーの形態に触れないよう一般化され、単にエネルギー回生システム（Energy-Recovery System = ERS、アーズ[2]、イーアールエス[3]）となった[4][5]。この項では便宜上、ERSについても扱う。
KERS
原理

一般的なレーシングカーはコーナー手前でブレーキングする際、前進方向の運動エネルギーを熱エネルギー（ブレーキディスク・パッドの摩擦熱）に変換しこれを捨てることで車速を落としている。KERSではこのエネルギーを回収（回生）し、規定の範囲内でエネルギーを放出して、駆動輪の回転をアシストする[1]。量産車のハイブリッド技術をレースに応用したものであり、内燃機関（エンジン）の出力にエクストラパワーを追加することで、追い越し（オーバーテイク）の機会を増やし、レース展開を活性化する可能性が見込まれる。

同じハイブリッド技術といっても、量産車のものと求められる性能は異なる。量産車の場合は燃費向上やメンテナンスフリーといった点が重視されるが、レーシングカーの場合はラップタイムの短縮が第一である。そのため、「急減速・急加速に応答するレスポンス（パワー密度）」「軽量コンパクト」「設置位置の自由度（前後重量配分や低重心化）」「過酷な使用環境（熱や振動）における信頼性」といった要件を満たす必要がある。

エネルギーの保存・再利用は3つの方法がある。
電気式
駆動系に電動機/発電機ユニット (Motor Generator Unit = MGU[5]) を設置。減速時にはジェネレーターの抵抗を制動力として用いつつ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して（いわゆる回生ブレーキ）、バッテリー（リチウムイオン電池）に充電する[5]。KERS使用時には逆のルートで電流を送り、モーターを駆動して運動エネルギーに再変換する。市販車で蓄積された技術的ノウハウを利用できることが特徴。ただし、電池は化学反応によって蓄電するためパワー密度が低く[6]、バッテリーパックの重さや熱管理という課題もある。イオンの物理反応を用いる電気二重層コンデンサ（スーパーキャパシタ）はリチウムイオン電池の3倍のパワー密度を持つが[6]、エネルギー容量が小さいためサイズが大きくなってしまう。フライブリッド式（※：フライホイールに余剰運動エネルギーを蓄える方式）のKERS。
機械式
駆動系に小型のはずみ車（フライホイール）を設置。減速時の余剰エネルギーをトロイダル式CVTで増速し、真空ケース内のフライホイールを高速回転させることで保存する[7]。KERS使用時にはCVTで減速して、運動エネルギーをギアボックスへ戻す。構造がシンプルで軽量化できる上に、運動エネルギーを直接やり取りするため、エネルギーの損失が少ない[7]。しかし、高速回転体にエネルギーを貯めこむため、安全性に一抹の不安がある。また、ユニットの形状と搭載位置が制約されるため、パッケージングの自由度に欠ける。
電気+機械式（電動フライホイール）
駆動系のジェネレーターで生成した電気エネルギーをMGU内蔵型のフライホイールへ送り、モーターでローターを回転させ、運動エネルギーとして保存する。KERS使用時にはローターの回転でジェネレーターを作動し、電気エネルギーを駆動系のモーターへ送る。前2種類の折衷タイプであり、電気式よりも軽量で、機械式よりも設置場所を選ばないというメリットがある。

これらの機器に、電子制御装置 (ECU) や、（電気式の場合は）電流を変換するインバーターを加えて全体のシステムが構成される。KERSのフライホール。
レギュレーションと搭載方法

F1におけるKERSは、レギュレーション上、2009年から2010年を除き2013年まで任意での搭載が許されていた。

KERSの作動は後輪に限定され、最大出力60 kW[5]、1周あたり発揮できるエネルギーは最大で400 kJ[5]と定められた。