在物理學中，剛體（也稱為剛體）是變形為零或小到可以忽略的固體。 無論施加在其上的外力或力矩如何，剛體上任意兩個給定點之間的距離在時間上保持不變。 剛體通常被認為是質量的連續分布。

在狹義相對論的研究中，完全剛體是不存在的； 并且只有當物體不以接近光速的速度運動時，才能假定它們是剛性的。 在量子力學中，剛體通常被認為是質點的集合。 例如，分子（由點質量組成：電子和原子核）通常被視為剛體（參見分子分類為剛性轉子）。

剛體的位置是組成它的所有粒子的位置。 為了簡化這個位置的描述，我們利用物體是剛性的特性，即它的所有粒子彼此保持相同的距離。 如果物體是剛性的，則描述至少三個非共線粒子的位置就足夠了。 這使得重建所有其他粒子的位置成為可能，前提是它們相對于三個選定粒子的時間不變位置是已知的。 然而，通常使用不同的、數學上更方便但等效的方法。 整個身體的位置表示為：

• 身體的線性位置或位置，即身體的一個粒子的位置，特別選擇作為參考點（通常與身體的質心或質心重合），以及</li >
• 身體的角度位置（也稱為方向或姿態）。

因此，剛體的位置有兩個分量：分別是線性分量和角度分量。 描述剛體運動的其他運動學和動力學量也是如此，例如線速度和角速度、加速度、動量、沖量和動能。

線性位置可以用一個矢量表示，其尾部位于空間中的任意參考點（所選坐標系的原點），其尖端位于剛體上任意感興趣的點，通常與其質心重合或 質心。 該參考點可以定義固定到身體的坐標系的原點。

有幾種方法可以用數字來描述剛體的方向，包括一組三個歐拉角、四元數或方向余弦矩陣（也稱為旋轉矩陣）。 所有這些方法實際上都定義了一個基組（或坐標系）的方向，該基組（或坐標系）相對于身體（即與身體一起旋轉）具有固定方向，相對于另一個基組（或坐標系）的運動 觀察剛體。 例如，相對于飛機具有固定方向的基集可以定義為一組三個正交單位向量 b1、b2、b3，使得 b1 平行于機翼的弦線并指向前方，b2 垂直于 對稱平面并向右，b3 由叉積 b 3 = b 1 × b 2 {\displaystyle b_{3}=b_{1}\times b_{2}} 給出。

一般來說，當一個剛體運動時，它的位置和方向都會隨時間變化。 在運動學意義上，這些變化分別稱為平移和旋轉。 事實上，剛體的位置可以看作是身體從假設參考位置開始的假設平移和旋轉（旋轉平移）（不一定與身體在其運動過程中實際采取的位置一致）。

速度（也稱為線速度）和角速度是相對于參考系測量的。

剛體的線速度是一個矢量，等于其直線位置的時間變化率。 因此，它是固定在身體上的參考點的速度。 在純平移運動（沒有旋轉的運動）中，剛體上的所有點都以相同的速度運動。 但是，當運動涉及旋轉時，身體上任意兩點的瞬時速度一般不會相同。 旋轉體的兩點只有恰好位于與瞬時旋轉軸平行的軸上時才會具有相同的瞬時速度。

角速度是描述剛體方位變化的角速度及其旋轉的瞬時軸（這個瞬時軸的存在由歐拉旋轉定理保證）的矢量。 剛體上的所有點始終經歷相同的角速度。 在純旋轉運動中，身體上的所有點都會改變位置，除了那些位于 i 上的點。