Centripetalno ubrzanje je brzina kojom se mijenja tangencijalna brzina ili brzina kojom se tijelo u orbiti kreće. Uključuje i veličinu i smjer promjene tangencijalne brzine. Kada se objekt kreće kružnim gibanjem, ubrzanje je uvijek usmjereno izravno na središte kružnice. Ima veličinu povezanu s kutnom brzinom i brzinom objekta.
Ako se tijelo kreće pravocrtno, tada njegovo ubrzanje opisuje koliko se brzo mijenja njegova brzina. Ako se objekt kreće kružno, tada centripetalno ubrzanje objašnjava koliko se brzo mijenja njegova tangencijalna brzina. Tangencijalna brzina je mjera kojom brzinom objekt mijenja smjer ili obilazi krug, kao i stvarnu brzinu kojom se kreće.
Centripetalno ubrzanje je vektor, što znači da ima i veličinu i smjer. Smjer uvijek pokazuje prema unutra prema središtu kruga, jer je to smjer u kojem se rotirajući objekt uvijek ubrzava. Ovo je često zbunjujući koncept, jer se čini da se objekt koji se giba po kružnici ne ubrzava prema središtu kruga. To je zato što je, prema Newtonovim zakonima, ubrzanje objekta uvijek u smjeru u kojem sila djeluje. Da bi se predmet kretao po kružnici, mora postojati sila koja dolazi iz središta kružnice, pa je ovo smjer ubrzanja.
U matematici je veličina ili veličina kružne akceleracije proporcionalna brzini objekta i kvadratu njegove kutne brzine. Kutna brzina je brzina kojom se kut objekta mijenja. To znači da se centripetalno ubrzanje dramatično povećava kako se kutna brzina povećava.
Centripetalno ubrzanje usko je povezano sa centripetalnom silom. Prema Newtonovim zakonima, centripetalna sila jednaka je centripetalnoj akceleraciji pomnoženoj s masom objekta. Drugim riječima, centripetalna sila je ukupna sila koja djeluje na objekt zbog koje se pomiče u krug.
Primjer kružnog kretanja je mjesec koji kruži oko Zemlje. Dok Mjesec kruži, on je pod silom koja proizlazi iz Zemljine gravitacije. To znači da stalno “pada” prema Zemlji i stoga ima centripetalno ubrzanje usmjereno prema središtu Zemlje, iako zadržava dovoljnu brzinu da ostane u kružnoj orbiti.