固連於參照體的坐標系。任何一個物體在空間的位置隻能相對地確定，物體在空間的位置隨時間的變化，也隻具有相對的意義。因此，在研究物體間的相對位置的變化時，必須事先選定某一個物體，以便確定其他物體相對於這個物體的位置的變化。這個被事先所選定的物體稱為參照體。如果對於某個參照體而言，物體在空間的位置隨時間而變動，則說物體相對於這個參照體是運動的，否則是靜止的。一般地說，任何一個物體都可選為參照體，但是，一個物體的運動對於不同的參照體可表現為不同的運動。例如，一個被被固定在運動著的車廂內的物體，當把車廂取為參照體時，物體相對於車廂是不動的；但當把地球取為參照體時，物體相對於地球則與車廂以相同的軌跡和速度運動著。因此，隻有在選定參照體的情況下，才能明確地說明物體的運動情況。通常，在日常生活和工程實際中人們都選地球為參照體。
選定參照體後，物體相對於所選參照體的位置，在數學上可借助於同所選的參照體相固連的框架來決定，這個框架稱為參照系。例如，可以選直角坐標系Oxyz為參照系(見圖)。該坐標系的原點O是所選參照體中的任意一個固定點；從O點沿任意三個互相垂直的方向畫出坐標軸Ox、Oy、Oz，並使它們組成右手坐標系。於是，物體上任何一點P的位置可以用它到坐標平面yOz、zOx、xOy 的距離x、y、z三個數來表示。x、y、z的不同數值便表示點P的不同位置。因此，如果已知物體中任何一點P在坐標系Oxyz中的位置(x，y，z) 隨時間的變化規律，則便確定瞭物體相對於參照系的運動。
參照系可分為慣性參照系和非慣性參照系兩類。一切慣性參照系都是等效的，它們可以相互轉換。在低速情況下用伽利略變換；在高速情況下，用洛倫茲變換。因此，為瞭研究的方便，對同一物體在不同條件下運動可以選用不同的參照系。例如從地面上發射火箭到月球上，在發射的初期，地球引力起主要作用，可采用地心參照系計算；發射中途，地球、月亮的引力的影響都不能忽略時，可采用地月系的質心參照系處理；當繞月轉動時，可采用月心參照系處理。又如處理在加速器中運轉的被加速粒子，一般采用實驗室參照系處理；但當這粒子撞擊靶上的原子核時，則應當采用質心參照系處理。
選擇合適的參照系，可以簡化物體的機械運動模式，便於探索運動的規律。歷史上地心說和日心說的爭論就證明瞭這一點。地心說以地球為參照物，靜止於宇宙中心，用一切天體都圍繞地球轉動的觀點來描述天體的運行。為瞭符合天文觀察事實，還不得不假設一切行星除瞭和恒星等天體作每天繞地球一周的運動外，各自還要在一個稱為“本輪”的小圓形軌道上作勻速圓周運動，本輪中心又要以一年為周期在稱為“均輪”的圓周上作勻速運動，且均輪中心同地球中心不能相合，需相隔一段距離。由於天文觀察越來越精確，出現瞭一些與上述理論相矛盾的問題，為瞭解釋新的觀測結果，不得不又在本輪之上再加本輪。對如此復雜的運動體系，無法建立一個統一的理論。N.哥白尼以太陽為參照物，簡化瞭行星運動的描述；J.開普勒又引入橢圓軌道，發現瞭開普勒三定律；I.牛頓在此基礎上建立瞭萬有引力理論。因此沒有哥白尼提出的以太陽為中心的參照系，就不可能有輝煌的經典力學體系。