牛顿第二定律的适用范围是惯性系。物理学家总希望以最简明的方程概括最多的现象。在非惯性系中的动力学中，阐明了物体在惯性系中保持质点动力学方程的形式不变，开辟了一条解决力学问题的途径，并且这一物理思想在广义相对论中得到发展：非惯性系和惯性系是等价的，相对性原理亦能推广于非惯性系。对一切运动的描述，都是相对于某个参考系的。参考系选取的不同，对运动的描述，或者说运动方程的形式，也随之不同。人类从经验中发现，总可以找到这样的参考系：其时间是均匀流逝的，空间是均匀和各向同性的；在这样的参考系内，描述运动的方程有着最简单的形式。这样的参考系就是惯性参照系，也称为惯性参考系或惯性系。