Un penetrator de energie cinetică, sau penetrator KE, este o armă cu proiectil care nu explodează, ci mai degrabă își dăunează ținta lovind-o la viteze mari. (Numai prin energia cinetică.) Utilizarea modernă principală a unui penetrator KE este de a pătrunde armura tancului. În armată, termenul de sabot de aruncare stabilizat cu aripioare care perfora armura (APFSDS) este folosit pentru cea mai comună formă de penetrator KE. APFSDS este în esență o săgeată super-rapidă (1.4 – 1.9 km/sec) cu un vârf din aliaj de uraniu sărăcit. Pe lângă lovirea unei ținte la viteze extraordinare, uraniul sărăcit se aprinde din energia impactului și contactul ulterior cu aerul, făcând din acest penetrator KE o armă foarte eficientă pentru scoaterea tancurilor.
Alți penetratori de energie cinetică au fost cercetați și dezvoltați de armată. Programul Special Purpose Individual Weapon a fost un proiect de penetrare a KE urmărit de cercetătorii și inginerii Armatei SUA timp de câteva decenii. Scopul acestui program a fost acela de a crea o pușcă funcțională pe bază de flechette pe care soldații să o folosească pe teren. Există mai multe motivații militare pentru dezvoltarea penetratorilor KE de arme de calibru mic. În primul rând, săgețile mici la viteză mare (flechettes) au o putere de penetrare mai mare decât gloanțele tradiționale. În al doilea rând, au mai puțin recul decât gloanțe, permit o mai bună precizie în focul automat. În cele din urmă, flechetele cântăresc mai puțin, permițând unui infanterist să transporte mai multe cartușe. Din păcate, deși s-au cheltuit multe miliarde pentru proiect, un penetrator KE portabil nu a funcționat niciodată suficient de bine pentru a vedea lumina zilei. Blocarea muniției a fost o problemă frecventă, precum și supraîncălzirea.
Recent, armata americană a dezvăluit o armă cu energie cinetică masivă – o rachetă Trident II cu o sarcină utilă de tije de wolfram concepute pentru a reintra în atmosferă la viteze extrem de mari, împrăștiind bombă cinetică peste tot și provocând daune similare celor mai mari explozibili convenționali. Aceasta face parte din programul „Prompt Global Strike”, lansat pentru a găsi alternative non-nucleare pentru capacitatea strategică de primă lovitură. Deoarece un Trident II cu vârf nuclear și un penetrator KE Trident II arată la fel din exterior, utilizarea sa ipotetică poate de fapt crește șansa de confruntare nucleară, mai degrabă decât să o reducă, scopul propus. Președintele rus Vladimir Putin a menționat acest lucru într-un discurs din mai 2006, spunând: „Lansarea unei astfel de rachete ar putea… provoca un contraatac la scară largă folosind forțe nucleare strategice”.
Armele penetrante KE sunt frecvent văzute în science fiction, atât în formă mică, cât și în formă mare. Armele de calibru mic cunoscute frecvent sub numele de „pistoale cu ace” fac apariții în ficțiunea cyberpunk. Penetratoarele KE mai mari, cum ar fi rocile spațiale aruncate de pe orbită, apar în unele povești SF și ar putea fi cu adevărat dezvoltate pe termen mai lung, în ciuda tratatelor împotriva militarizării spațiului. Forma supremă a penetratorului KE ar fi un proiectil relativist, un obiect accelerat într-o țintă la aproape viteza luminii. Din fericire, accelerarea unui astfel de obiect ar necesita o cantitate enormă de spațiu și energie.