Nors daugelis žino, kad „neigiama energija“ reiškia neigiamą chi, neigiamą aurą ar kitokią žalingą energiją, kurią žmogus skleidžia, šis terminas taip pat turi mokslinį apibrėžimą. Remiantis Heisenbergo neapibrėžtumo principu, neigiama energija yra susijusi su būdingais energijos svyravimais, kurie egzistuoja bet kuriame energijos ar magnetiniame lauke. Ši „egzotinės materijos“ forma yra labai nenuspėjama jėga, kuri, kaip įrodyta, egzistuoja nulinės energijos laukuose. Nors sunku identifikuoti, spėjama, kad ši energijos rūšis egzistuoja ties juodųjų skylių riba, o Stephenas Hawkingas paminėjo ją kaip būtiną kelionės laiku sąlygą.
Neigiamos energijos sąvoką kaip Dirako lygties komponentą pasiūlė britų fizikas Paulas Adrienas Maurice’as Diracas 1928 m. Ši lygtis buvo sukurta taip, kad atitiktų specialiosios reliatyvumo teorijos standartus. Šioje lygtyje Diracas aprašė, kaip teigiamos energijos kvantines būsenas kompensuos neigiama energija. Paprastai šios dvi energijos rūšys subalansuos viena kitą. Taigi neigiama energijos forma paprastai nėra stebimas reiškinys. Tačiau gryno vakuumo atveju neigiamos energijos būsenos bus išreikštos visiems vakuume esantiems atomams, o teigiamos energijos būsenos nebus išreikštos. Ši sąvoka vadinama Dirako jūra.
Teoriškai Dirako jūroje gali išsivystyti skylė, jei išklydęs gama spindulys susiduria su neigiamos energijos būsenos elektronais, taip paverčiant jį teigiamai įkrautu elektronu. Tokia skylė Dirako jūroje elgtųsi priešingai nei pirminis, neigiamai įkrautas elektronas. Naujasis teigiamai įkrautas elektronas būtų antimedžiagos pavyzdys. Taigi antimedžiagos nereikėtų painioti su neigiama energijos būsena.
1948 m. olandų fizikas Hendrickas Casimiras numatė, kad tarp dviejų neįkrautų lygiagrečių plokščių vakuume gali egzistuoti nedidelė traukos jėga. Jei plokštės yra labai arti viena kitos, susidaro neigiama energija, nes elektromagnetinių bangų skaičius tarp dviejų plokščių tampa mažesnis nei supančioje erdvėje. Iš esmės neigiama energijos būsena atsiranda, kai tam tikro erdvės regiono dalelių bangos ilgiai yra mažesni nei paprastai išmatuojami.
Kazimiero prognozės buvo stebimos dviejuose atskiruose eksperimentuose. Pirmasis eksperimentas įvyko 1958 m., jį prižiūrėjo MJ Sparnaay. Tai davė rezultatų, kurie atitiko Kazimiero teorijas. Antrasis eksperimentas, kurį atliko Steve’as K. Lamoreaux, buvo atliktas 1997 m. Užuot naudojęs dvi plokšteles eksperimente, Lamoreaux suporavo vieną plokštę su kita plokštele, kuri buvo beveik tikslios sferos dalis. Šis eksperimentas patvirtino ir Kazimiero prognozes. Nors neigiamos energijos būsenos gali būti nepastebimos, jos buvo įrodytos tiek teoriškai, tiek eksperimentais.