旋轉或自旋是物體圍繞中心軸的圓周運動。 二維旋轉物體只有一個可能的中心軸，可以順時針或逆時針方向旋轉。 三維物體有無限多可能的中心軸和旋轉方向。

如果旋轉軸在內部通過物體自身的質心，則稱物體在自轉或旋轉，軸的表面交點可稱為極點。 圍繞完全外軸的旋轉，例如 地球繞太陽公轉，被稱為公轉或公轉，通常是在它由重力產生時，自轉軸的末端可以稱為軌道兩極。

在數學上，旋轉是一種剛體運動，與平移不同，它保持一個點固定。 此定義適用于二維和三維（分別在平面和空間中）內的旋轉。

所有剛體運動都是旋轉、平移或兩者的組合。

旋轉只是一個公共點的漸進徑向方向。 該公共點位于該運動的軸內。 該軸與運動平面垂直 90 度。

如果圍繞一個點或軸的旋轉之后是圍繞同一點/軸的第二次旋轉，則會產生第三次旋轉。 旋轉的反向（反向）也是旋轉。 因此，圍繞一個點/軸的旋轉形成一個組。 但是，圍繞一個點或軸的旋轉以及圍繞不同點/軸的旋轉可能會導致旋轉以外的其他結果，例如 翻譯。

圍繞 x、y 和 z 軸的旋轉稱為主旋轉。 繞任何軸的旋轉可以通過先繞 x 軸旋轉，然后繞 y 軸旋轉，再繞 z 軸旋轉來執行。 也就是說，任何空間旋轉都可以分解為主旋轉的組合。

在飛行動力學中，主要旋轉稱為偏航、俯仰和滾轉（稱為 Tait-Bryan 角）。 該術語也用于計算機圖形學。

在天文學中，旋轉是一種常見的觀察現象。 恒星、行星和類似的物體都繞著它們的軸旋轉。 太陽系中行星的自轉率首先是通過跟蹤視覺特征來測量的。 恒星旋轉是通過多普勒頻移或跟蹤活動表面特征來測量的。

這種旋轉會在地球參考系中產生離心加速度，當地球離赤道越近時，它會稍微抵消重力的影響。 地球的引力結合了這兩種質量效應，使得物體在赤道的重量比在兩極的重量略輕。 另一個是隨著時間的推移，地球略微變形為扁球體； 其他行星也會出現類似的赤道隆起。

行星自轉的另一個結果是歲差現象。 就像陀螺儀一樣，整體效果是行星軸運動的輕微擺動。 目前地軸與其軌道平面的傾斜度（黃道傾角）為 23.44 度，但這個角度變化緩慢（經過數千年）。 （另見分點歲差和北極星。）

雖然xxx經常被用作旋轉的同義詞，但在許多領域，特別是天文學和相關領域，xxx，通常被稱為軌道xxx，為清楚起見，當一個物體圍繞另一個物體移動時使用，而旋轉用于表示圍繞一個物體的運動 軸。 月亮圍繞它們的行星旋轉，行星圍繞它們的恒星旋轉（例如地球圍繞太陽旋轉）； 恒星圍繞它們的星系中心緩慢旋轉。 星系成分的運動是復雜的，但它通常包含一個旋轉成分。

太陽系中的大多數行星，包括地球，都以與繞太陽公轉相同的方向自轉。 例外是金星和天王星。 金星可能被認為是緩慢向后旋轉（或顛倒）。 天王星相對于其軌道幾乎在其一側旋轉。 目前的猜測是，天王星以典型的順行方向開始，并在其歷史早期被一次巨大的撞擊撞倒在一邊。

矮行星冥王星（以前被認為是行星）在幾個方面是反常的，包括它也在它的一側旋轉。

旋轉速度由角頻率 (rad/s) 或頻率（每次轉數）或周期（秒、天等）給出。 角頻率的時間變化率是由扭矩引起的角加速度 (rad/s2)。 兩者的比率（啟動、停止或以其他方式改變旋轉的重量）由慣性矩給出。

角速度矢量（軸向矢量）也描述了旋轉軸的方向。 類似地，扭矩是軸向矢量。