开尔文-赫尔姆霍兹原理是由开尔文和
亥姆霍兹提出的
天体物理学理论，描述恒星或行星通过表面冷却引发收缩，将
重力势能转化为热能的过程。该机制在
气态巨行星（如
木星、
土星）及未能引发
核聚变的
褐矮星中发挥作用，其中木星通过此机制释放的能量超过其吸收的
太阳辐射，土星释放的能量则达到其吸收
太阳辐射的2.5倍。
这个机制最初是由
开尔文和
亥姆霍兹在1800年代晚期提出，用来解释
太阳的能量来源。我们知道，开尔文-亥姆霍兹机制所能产生的总能量远低于太阳所释放出来的能量。
在理论上曾推论，来自于收缩释放出的重力位能是
太阳的能量来源。计算在这种历程中太阳能释放出多少的能量（假设
密度是均匀的），他是依个接近理想的同心圆球壳，重力位能是对所有球壳，从中心到最外层半径，积分的结果。
此处G是
万有引力常数，两个质量分别是每一层半径为r厚度为dr的球壳所拥有的质量，从0到所有球壳半径的一次积分。这个陈述（转换）的结果是：
此处密度是否一致无关紧要，我们可以加入已知的太阳质量和半径，然后除以已知的太阳
光度，得到一个粗略的数量级和估计太阳的生命期。注意此处加入另一个估计值，因为太阳输出的能量并非永远保持着常数。
电磁能等其他物理方法能够在更长的时间持续输出能量，该方法仍然与已知的地质学和生物学证据相违背，那些证据表明地球已经有数十亿年的历史了。最后终于发现
热核能量才能长期供应和维持恒星的能量输出。