Chuyển động cơ học là sự chuyển dời vị trí trong không gian của các vật hay là sự chuyển động của một bộ phận này so với bộ phận khác của cùng một vật.

Ví dụ : chuyển động của các thiên thể trên bầu trời, chuyển động của xe ôtô trên đường, chuyển động của con thoi trong một máy dệt, chuyển động của rôto đối với stato trong một động cơ điện …

Nói một vật chuyển động hay đứng yên thì điều đó chỉ có tính chất tương đối vì điều này còn phụ thuộc vào người quan sát đứng ở vị trí nào. Thật vậy, nếu ta đứng bên đường quan sát thì ta thấy cái cây đứng yên, nhưng nếu ta ngồi trên một cái ôtô đang chuyển động thì ta thấy cái cây chuyển động. Điều tương tự xảy ra nếu ta nếu ta quan sát các ngôi sao trên bầu trời : ta thấy quả đất đứng yên còn mặt trời, mặt trăng và các ngôi sao đều quay quanh trái đất.

Tóm lại, chuyển động có tính chất tương đối và phụ thuộc vào vị trí mà ở đó ta đứng quan sát chuyển động. Thực ra trong vũ trụ không có vật nào đứng yên một cách tuyệt đối, mọi vật đều chuyển động không ngừng. Vì vậy, khi nói rằng một vật chuyển động thì ta phải nói rõ vật đó là chuyển động đối với vật nào mà ta qui ước là đứng yên.

Vật hay hệ vật mà ta qui ước là đứng yên khi nghiên cứu chuyển động của một vật khác được gọi là hệ qui chiếu.

Cần lưu ý rằng, cùng một chuyển động nhưng sẽ xảy ra khác nhau trong các hệ qui chiếu khác nhau. Ví dụ xét chuyển động của một điểm M nằm trên vành xe đang chạy, nếu ta chọn hệ qui chiếu là xe đạp thì ta thấy chuyển động của điểm đó là chuyển động tròn đều, còn nếu hệ qui chiếu là mặt đường thì điểm M sẽ tham gia một chuyển động phức tạp là tổng hợp của hai chuyển động : chuyển động tròn đối với xe và chuyển động thẳng của xe đối với mặt đường.

Khi xét một chuyển động cụ thể người ta thường chọn hệ qui chiếu sao cho chuyển động được mô tả một cách đơn giản nhất.

Để mô tả các chuyển động trên mặt quả đất, ta thường chọn hệ qui chiếu là quả đất hay các vật gắn liền với quả đất. Ví dụ khi nghiên cứu chuyển động của quả đạn pháo thì ta chọn hệ qui chiếu là mặt đất hay là chính khẩu pháo.

Khi nghiên cứu chuyển động của các hành tinh thì ở hệ qui chiếu quả đất ta thấy chuyển động của các hành tinh phức tạp đến nỗi trong nhiều thế kỷ các nhà thiên văn không thể nào tìm được các qui luật chuyển động của các hành tinh. Mãi đến đầu thế kỷ 17, nhờ sử dụng hệ qui chiếu mặt trời (hệ qui chiếu Copernic), Kepler mới tìm được qui luật đúng đắn mô tả chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời. Cần chú ý rằng chuyển động tuy được mô tả khác nhau trong các hệ qui chiếu khác nhau nhưng nếu biết chuyển động tương đối của các hệ qui chiếu đối với nhau thì có thể từ cách mô tả chuyển động trong hệ qui chiếu này có thể suy ra cách mô tả chuyển động trong hệ qui chiếu kia. Ví dụ, biết chuyển động tròn đều của một điểm trên vành xe đạp và biết chuyển động của xe đạp đối với mặt đường ta có thể mô tả chuyển động của điểm trên vành xe đối với mặt đường.

Vì rằng chuyển động xảy ra trong không gian và trong thời gian nên để mô tả chuyển động thì trước tiên ta phải tìm cách định vị vật trong không gian. Muốn vậy, ta phải đưa thêm vào hệ qui chiếu một hệ tọa độ. Trong vật lý người ta sử dụng nhiều hệ tọa độ khác nhau. Ở đây, ta sẽ giới thiệu hai hệ tọa độ thường hay gặp.

Để mô tả chuyển động của các vật có kích thước, cần phải biết rõ chuyển động của mọi điểm của vật. Tuy nhiên khi kích thước của vật là bé so với khoảng cách dịch chuyển mà ta xét thì mọi điểm trên vật dịch chuyển gần như nhau thì có thể mô tả chuyển động của vật như chuyển động của một điểm. Khi đó vật được xem là một chất điểm, tức là một điểm hình học nhưng lại có khối lượng bằng khối lượng của vật. Ví dụ khi xét chuyển động của quả đất quanh mặt trời ta xem chuyển động như là chuyển động của chất điểm. Trái lại, khi xét chuyển động tự quay quanh mình của quả đất thì ta không thể xem chuyển động đó là chuyển động của một chất điểm.

Trong nhiều trường hợp, nhờ có khái niệm chất điểm mà việc nghiên cứu chuyển động của các vật trở nên đơn giản hơn rất nhiều.