Newtonova mehanika je proučavanje uzročne veze, u prirodnom svijetu, između sile, mase i gibanja. Prirodni filozof i znanstvenik iz 17. stoljeća Isaac Newton razvio je skup univerzalnih principa, elegantnih u svojoj jednostavnosti, kako bi objasnio i predvidio gibanje objekata u prirodnom svijetu i stupanj do kojeg ti objekti mijenjaju svoje relativno gibanje interakcijom s vanjskim silama. . Newton je utjelovio međuodnos između fizičkih koncepata sile, mase i ubrzanja u svoja tri zakona gibanja. Sposobnost ove mehanike da precizno opiše prirodni fenomen koji se promatra proizlazi iz primjene ovih različitih zakona gibanja.
Prvi zakon gibanja kaže da tijelo u kretanju teži da ostane u kretanju, a tijelo koje miruje teži da miruje. Ovaj princip objašnjava koncept inercije, odnosno primjenu sile koja je potrebna za pomicanje nepokretnog objekta. Slično, usporavanje tijela, koje se inače kreće konstantnom brzinom, može se dogoditi samo kada na njega djeluje vanjska sila. Na primjer, metak ispaljen iz puške nastavio bi se neprestano kretati u određenom smjeru, da nije bilo istovremenih sila gravitacije i otpora zraka u atmosferi. Ove sile zajedno djeluju na metak kako bi se zaustavio na određenoj udaljenosti od mjesta odakle je ispaljen.
Drugi Newtonov zakon gibanja je matematička ili kvantitativna formula koja opisuje inherentnu prirodu sile. Newton je pretpostavio da je količina sile koja djeluje izravno proporcionalna masi tijela, pomnoženoj s njegovim ubrzanjem, ili f=ma. Ako se dva različita tijela kreću konstantnom akceleracijom, objekt s većom masom proizvodit će veću silu. Ovo načelo može se ilustrirati na primjeru automobila i lokomotive koji putuju jedno prema drugom jednakom brzinom. Kada se dva objekta sudare, sila koja djeluje na automobil bit će znatno veća zbog mnogo veće mase lokomotive.
Treći zakon gibanja može se sažeti tvrdnjom za svaku radnju, postoji jednaka i suprotna reakcija. Drugim riječima, sile dvaju tijela koje djeluju jedno na drugo uvijek su jednake i izravno suprotne. Na primjer, sila koju lopta za bejzbol djeluje na palicu jednaka je i suprotna sili koju palica djeluje na bejzbol.
Newtonova mehanika pruža analitičke alate koje promatrač može koristiti za točno predviđanje promjena u gibanju tijela koje proizlaze iz vanjskih sila koje djeluju na njega. Ova načela jednako su primjenjiva na kretanje velikih nebeskih objekata ili gibanje jednostavne teniske loptice. Koristeći vektore za prikaz veličine i smjera tijela u kretanju, kao i načina na koji vanjske sile utječu na to tijelo, promatrač može točno predvidjeti neto rezultantnu brzinu i smjer tijela – što je zbroj svih vanjske sile koje djeluju na to tijelo u bilo kojem trenutku.