Badaniem ruchów ciał zajmuje się nauka zwana mechaniką. Obejmuje ona kinematykę i dynamikę. Dynamika zajmuje się zależnościami między siłami i ruchami jakie one powodują natomiast kinematyka zajmuje się opisem samego ruchu.

Do opisu ruchu wygodnie jest wprowadzić pojęcie punktu materialnego czyli takiego ciała, które ma masę ale nie ma objętości. Takie obiekty w przyrodzie nie istnieją, ale pojęcie punktu materialnego można w wielu sytuacjach z powodzeniem stosować.

Ruch ciała opisywany jest przez wielkości wektorowe takie jak: przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie .

Wartość prędkości niesie informacje jak szybko zmienia się położenie punktu materialnego w czasie. Można to przedstawić za pomocą wzoru:

Można wyróżnić prędkość średnią czyli taką , która określa wypadkowe przemieszczenie w danym odcinku czasu.

Natomiast prędkość ciała w danym momencie definiuje prędkość chwilowa.

Jeżeli ciało porusza się ze stałą prędkością to taki ruch nosi nazwę ruchu jednostajnego. Drogę S ciała można wówczas wyrazić jako iloczyn prędkości v i czasu t , w którym została ta droga przebyta:

S = V*t

Kolejnym pojęciem, opisującym ruch ciała jest wielkość zwana przyspieszeniem. Jest to miara szybkości z jaką prędkość zmienia się w czasie.

Jeżeli przyrost prędkości ciała jest wprost proporcjonalny do czasu, w którym ten przyrost nastąpił to ciało porusza się ze stałym dodatnim przyspieszeniem. Mówi się wtedy, że ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym Prędkość w tym ruchu można obliczyć ze wzoru:

 

Natomiast droga dana jest zależnością:

Natomiast jeśli zwrot przyspieszenia jest przeciwny do zwrotu wektora prędkości, a wartość tego przyspieszenia jest stała to ciało porusza się ruchem jednostajnie opóźnionym. Następuje systematyczny ubytek prędkości. Prędkość i droga mogą być wyrażone wzorami:

 

Innym rodzajem ruchu jaki można rozpatrywać jest ruch obrotowy. W ruchu tym nie można już stosować przybliżenia jakim był punkt materialny. Nowym pojęciem jest bryła sztywna czyli obiekt, w którym wzajemne odległości między poszczególnymi punktami są stałe.

W ruchu obrotowym wielkością analogiczną do przemieszczenia jest przemieszczenie kątowe . Natomiast analogią chwilowej prędkości liniowej jest chwilowa prędkość kątowa, którą można zdefiniować jako:

W ruchu po okręgu związek między prędkością liniową v i prędkością kątową  można przedstawić jako:

Jeżeli ciało porusza się ruchem jednostajnym po okręgu to prędkość kątowa nazywana jest częstością kątową. Jej związek z częstotliwością przedstawia się następująco:

Podobnie sytuacja wygląda z przyspieszeniem. Analogią do chwilowego przyspieszenia liniowego jest chwilowe przyspieszenie kątowe . Jest ono równe:

Związek między tymi dwoma przyspieszeniami w ruchu po okręgu wygląda następująco:

Prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe także są wektorami.