机械储能的应用形式只要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。1、抽水蓄能。电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库，电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电。

目前，抽水蓄能机组在一个国家总装机容量中所占比重的世界平均水平为3%左右。截至2012年底，全世界储能装置总容量为128GW，其中抽水蓄能为127GW，占99%。截至2017年底，中国抽水蓄能电站装机容量已居世界第一，在运规模2849万千瓦，在建规模达3871万千瓦，预计到2020年，运行总容量将达4000万千瓦。

2、飞轮储能。在一个飞轮储能系统中，电能用于将一个放在真空外壳内的转子即一个大质量的由固体材料制成的圆柱体加速(达几万转/分钟)，从而将电能以动能形式储存起来(利用大转轮所储存的惯性能量)。飞轮储能多用于工业和UPS中，适用于配电系统运行，以进行频率调节, 可用作一个不带蓄电池的 UPS，当供电电源故障时，快速转移电源，维持小系统的短时间频率稳定，以保证电能质量 (供电中断、电压波动等)。

3、压缩空气储能。压缩空气储能采用空气作为能量的载体，大型的压缩空气储能利用过剩电力将空气压缩并储存在一个地下的结构(如地下洞穴)，当需要时再将压缩空气与天然气混合，燃烧膨胀以推动燃气轮机发电。

机械储能商家认为至今, 只有德国和美国有投运的压缩空气储能站。德国 Hundorf 站于1978年投运, 压缩功率60MW，发电功率290MW(后经改造提高到321MW), 压缩时间/发电时间=4，2小时连续运行，启动过上万次，启动可靠率达97%。此外，德国正在建造绝热型压缩空气储能电站，尚未投运美国Mcintosh, Alabama阿拉巴马州, 1991年投运, 110MW,压缩时间/发电时间=1.6，如连续输出 100MW 可维持26小时，曾因地质不稳定而发生过坍塌事故。此外，美国正在建设几座大型的压缩空气储能电站，尚未投运。近来压缩空气储能的研究和开发热度在不断上升，国家电网公司已立项研究10MW压缩空气储能。