剛體內有一直線保持不動的運動，簡稱轉動。這固定的直線稱為剛體的轉軸。顯然，剛體內的其他各點分別在垂直於轉軸的各平面內作圓周運動，圓心都在轉軸上。
剛體內任一點Q和其圓周軌跡中心O′的連線O′Q（圖1）稱為該點的轉動半徑。從固定平面Ozx到轉動平面OzQ的轉角φ，可用來確定該該剛體的瞬時位置。轉角φ隨時間t的變化規律稱為剛體的轉動方程，寫作：
。
轉角φ的變化Δφ與對應時間間隔Δt的比值
稱為平均角速度。當Δ
t→0時，
ω
＊所趨的極限
ω稱為（瞬時）角速度，即
。
當角速度ω隨時間t變化時，其變化Δω與對應時間間隔Δt的比值
稱為平均角加速度。當Δ
t→0時，
ε
＊所趨的極限
ε稱為（瞬時）角加速度，即
。
剛體的角速度和角加速度都可表示為沿轉軸Oz（單位矢為k）的滑動矢量（圖2）。
角速度矢
ω和角加速度矢
ε可分別寫作
，
。
轉動剛體內任一點Q的線速度v等於
，且
。點
Q的線加速度
a為：
，
且
。
上式中
r為轉軸上任一點
O到點
Q的矢徑，而
a
t和
a
n分別是點
Q的切向和法向加速度（見
加速度）。