위치에너지는 어떤 절대적인 값이 있다기보다 어떤 위치를 기준으로 상대적인 값으로 정합니다. 지표 가까이의 물체는 중력위치에너지를 계산할 때 지표면을 기준으로 계산하면 직관적이고 간단합니다. 그래서 지표면보다 높은 곳의 물체는 중력위치에너지가 양수이고, 지표면보다 낮은 곳의 물체는 중력위치에너지가 음수가 되지요. 그렇지만 중요한 것은 위치에너지의 절대값이 아니라 두 지점 사이의 위치에너지 차이 입니다. 예를 들어 지하 1층의 물체도 음수값을 갖고 지하 2층의 물체도 음수값을 갖지만, 지하1층의 물체는 지하2층 깊이로 떨어지면서 일을 할 수 있고 운동에너지를 획득하게 되지요. 획득한 운동에너지는 양수이고 이는 지하1층과 지하2층 위치에너지의 차이값과 같습니다. 중력위치에너지 공식으로 알려진 mgh는 정확히는 지표 근처 높이 h의 물체의 위치에너지와 높이 0 (지표면)에서의 위치에너지 차이의 근사값입니다.
그런데 인공위성의 경우 위 근사식을 통해 구할 수가 없습니다. 근사식의 가정은 지구반지름에 비해 높이 h가 매우 작다는 것인데 인공위성 궤도에서는 그 가정이 깨집니다. 그래서 기준점을 지구 중력으로부터의 위치에너지가 가장 큰 지점인 거리 무한대의 지점을 기준점 삼아 위치에너지 0으로 놓고 계산하니 다른 지점의 값은 모두 음수값을 갖게 되는 겁니다.