Superman posee extraordinarios poderes y se le describe tradicionalmente como «más rápido que una bala, más poderoso que una locomotora, capaz de saltar altos edificios de un solo salto», frase original de Jay Morton y que fue usada por primera vez en los seriales de radio de Superman y los cortos animados de Max Fleischer, así como en la serie de TV de los años 50. Durante la mayor parte de su existencia, el famoso arsenal de poderes de Superman ha incluido vuelo, superfuerza, invulnerabilidad, supervelocidad, poderes de visión (rayos x, calorífica, telescópica, infrarroja, y microscópica), superoído, y superaliento, el cual le permite soplar a temperaturas congelantes así como ejercer la fuerza de un viento huracanado.
En su concepción original y como fue presentado en sus primeras historias, los poderes de Superman eran relativamente limitados, consistiendo en fuerza sobrehumana capaz de levantar un auto sobre su cabeza, correr a velocidades increíbles y saltar una distancia de cuatrocientos metros en un salto, así como una piel muy dura que no puede ser atravesado por nada o algo más débil que la explosión de un proyectil de artillería.Siegel y Shuster compararon esta fuerza y habilidades de salto con las de una hormiga y un saltamontes.La fuente de los poderes de Superman ha ido cambiando sutilmente a lo largo de su historia. Al principio, se dijo que sus habilidades provenían de su herencia kryptoniana, lo cual lo hacía mucho más evolucionado que los humanos. Esto cambió pronto y el origen de sus poderes se atribuyó a que la gravedad del planeta Krypton era mucho mayor que en la Tierra, situación similar a la del personaje John Carter de Edgar Rice Burroughs. Mientras los poderes de Superman crecían, la implicancia de que todos los kryptonianos hubiesen tenido los mismos poderes se volvió un problema para los escritores, dado que una raza de seres de esa magnitud hubiese sido difícil de exterminar tan sólo con la explosión de su planeta natal. Para contrarrestar esto, los escritores establecieron que los kryptonianos, cuya estrella nativa Rao era roja, sólo adquirían poderes estando bajo los rayos de un sol amarillo. Historias más recientes han intentado establecer un balance entre ambas explicaciones. En la historia de Kingdom Come, ubicada décadas en el futuro, Luthor comenta que a esa edad Superman ha acumulado tanta energía amarilla en su cuerpo que ya ni siquiera la kryptonita es capaz de matarlo.
Superman es vulnerable a la kryptonita verde, deshecho mineral de Krypton transformado en un material radioactivo por las mismas fuerzas que destruyeron el planeta. La exposición a la radiación de la kryptonita verde anula los poderes de Superman y lo inmoviliza, sufriendo dolores y náuseas; la exposición prolongada puede significarle la muerte. El único material en la Tierra que puede protegerlo de la kryptonita es el plomo, al bloquear la radiación. El plomo es también la única sustancia conocida a través de la cual Superman no puede ver usando su visión de rayos X. La kryptonita fue creada y presentada al público en 1943, en el serial de radio, para permitirle al actor de Superman, Bud Collyer, tomarse un descanso. Aunque la kryptonita verde es su forma más común, guionistas han introducido muchas variantes a través de los años: roja, dorada, azul, blanca y negra, cada una con su propio efecto específico. En la realidad de los Nuevos 52, los poderes de Superman están un poco reducidos.
También se han visto los cambios de sus poderes y derivaciones en las películas del personaje, siendo el cambio mayor en los dibujos animados, como da a entender en "Superman All Star" al cargar el objeto más denso y pesado creado por el hombre en la Luna con un peso de 6,6 sextillones de toneladas. También se ha demostrado que es más rápido que la velocidad de la luz en "Superman la película" dejando entrever que el personaje no solo es capaz de regresar el tiempo, sino de viajar en el mismo e incluso crear portales a universos paralelos. Otro de los poderes que se muestran en los nuevos dibujos animados del superhéroe es su capacidad de expandir su propio campo electromagnético (Superman All Star) siendo así, capaz de mover objetos sin tener que tocarlos físicamente, crear campos de fuerza alrededor no solo de él sino de más personas u objetos y la capacidad de manipular objetos electrónicos a distancia.
También se han visto cambios en los poderes de Superman en los filmes cinematrográficos del mismo, siendo la prueba de esto la última película del héroe estrenada en junio del año 2013 bajo el nombre de "Superman El Hombre de Acero" en la cual nos muestra a un Superman con ciertas limitaciones en el uso de sus poderes como serían su capacidad de vuelo, la cual, dejando atrás su habilidad de volar a la velocidad de la luz nos deja conformes con que el personaje pueda rebasar la barrera del sonido
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