兩物體或粒子彼此由遠及近、發生相互作用，從而改變運動狀態、改變形狀或轉化為其他粒子的過程。微觀粒子的碰撞又稱散射。
宏觀物體的碰撞 可用經典力學描述。碰撞在極短時間內完成，碰撞力遠比一般的作用力大，過程中可不計其他力的影響而認為兩碰撞物體的動量之和守恆。
碰撞過程中，兩物體不能看作剛體，因都要經歷形變和恢復兩個階段，所以應把二物體看作作可變形的彈塑性體。當兩物體的剛度較大、碰撞時相互接觸的時間大於兩物體中任一個彈性波的最大周期時，就可以不考慮彈性波的傳播時間，而認為碰撞作用瞬時傳到整個物體。物體發生塑性形變時，部分機械能轉化為內能等其他形式的能量，故碰撞過程中的機械能不守恒。
按照I.牛頓引入的假定，在碰撞中，兩小球在恢復階段的碰撞沖量和變形階段的碰撞沖量之比稱為恢復系數e，或者說，兩物體在完全脫離接觸的瞬時，接觸點公共法線方向上的相對速度和開始碰撞瞬時接觸點公共法線方向上的相對速度之比稱為恢復系數。這個系數和相互碰撞的速度和物體的尺寸無關，隻依賴於相互碰撞的物體的材料，當e=1時，碰撞是彈性的，隻有在這個時候，碰撞過程中兩物體的總動能才是守恒的。當e＜1時，碰撞是非彈性的。當e=0時，碰撞是塑性的，這時兩物體如發生正碰撞，將連接在一起運動。
一個剛性很大的物體在運動過程中，其上某點被突然固定時，則相當於在此點上對物體作用有一個碰撞沖量，而且碰撞是塑性的，即e=0，這種情形常稱為“突加約束”。
對於多個物體的同時碰撞，目前還沒有一般的研究方法。
微觀粒子的碰撞 需用量子力學描述。由於量子力學中的測不準關系，微觀粒子的位置和速度不可能同時精確測定，以一定初速運動的微觀粒子碰撞後的運動狀態也就不是唯一的，用量子力學的波動方程可以確定碰撞後粒子處於任一種運動狀態的幾率。另外，微觀粒子在碰撞過程中可以因相互作用而產生或湮沒，這也是與宏觀物體不同的。
微觀粒子的碰撞過程分為彈性的和非彈性的兩種，在彈性碰撞（又稱彈性散射）過程中，粒子之間隻有動能的交換，而不發生粒子的種類、數目和內部運動狀態的改變。在非彈性碰撞（又稱非彈性散射）過程中，或者發生粒子內部運動狀態的改變，或者發生粒子的種類和數目的改變，這時，粒子之間轉換的能量不僅是動能，還有與粒子的躍遷或粒子的產生和湮沒相關的能量。
對亞原子粒子碰撞過程的研究是粒子物理學的一個重要課題，通過它可以得到關於粒子間相互作用的信息。