物体机械运动的基本形式除了平动外，还有转动.实际上，大到星云、星系，小至微观粒子，无不参与转动这一运动形式.角动量则是反映转动规律的重要而又基本的物理量.一个质点或质点系若受到外力作用，可以用动量的时间变化率与外力联系起来，如果所受合外力为零，则动量守恒.与此类似，一个质点或质点系若受到外力矩作用，可以用角动量的时间变化率与外力矩联系起来.如果所受外力矩为零，则角动量守恒.角动量守恒定律是力学中三个守恒定律之一，与动量守恒定律和能量守恒定律一起，构筑了经典力学的基石.其应用范围也已超出了经典力学，对研究宇宙中天体的运动和微观粒子的运动都具有重要意义.
1）力矩
一个静止的物体受到外力作用时，将开始运动，但不一定会转动；只有当外力产生力矩时，物体才能转动.力矩是全面考虑力的三要素的一个重要概念.下面先从一般意义来介绍力矩.
一般来说，力矩是对某一参考点而言的.如图3.14 所示，如果质点P 在坐标系Oxyz 中的位置矢量是r，那么作用于质点的力F相对于参考点O所产生的力矩就定义为
图3.14 力的力矩
M 的方向由右手定则确定：右手的四指由r 的方向经小于π 的角转向F 的方向，伸直的拇指所指的方向就是力矩M 的方向.
M 的大小为：
式中θ 为r 与F 之间小于π 的夹角.由于力矩与r 有关，所以，对于同样的作用力F，选择不同的参考点，力矩的大小和方向一般都会不同.为此，一般在作图时可把力矩画在参考点上，而不画在质点上.
如果作用于质点上的力是多个力的合力，即
代入式（3.44）中，得
上式表明，合力对某参考点的力矩等于各分力对同一点力矩的矢量和.
在国际单位制中，力矩的单位是N·m（牛·米）.
日常所见到的转动很多是绕某固定转轴进行的，如门绕门轴的转动，电风扇叶片绕转轴的转动，螺帽绕螺杆的转动等.下面就对力对转轴的力矩作简单介绍.
在上述物体绕固定轴转动的情况下，由于转轴固定，只有外力具有与转轴垂直的分力时，也就是说，只有力矩矢量具有沿转轴的分量时，物体才能绕轴转动.参见图3.15，若把转轴定为z 轴，则只有力矩沿z 轴的分量Mz 对物体绕轴转动起作用.
在以参考点O 为原点的直角坐标系中，将力矩矢量表示为
图3.15 绕定轴转动的力矩
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其中Mx、My 和Mz 分别是力矩矢量沿三个坐标轴的分量.在同一坐标系中，质点P 的位置矢量和作用力可分别表示为
将以上两式代入式（3.44）中，即可得到
对应的分量式为
图3.16 角动量
力矩矢量沿某坐标轴的分量通常称为力对该轴的力矩.
利用式（3.46）可以计算力F 对z 轴的力矩Mz.可以证明，对轴的力矩与参考点在轴上的位置无关，也就是说，无论参考点处于轴的什么位置上，只要力F 的大小和方向是确定的，力F 对该轴的力矩就是确定的.
当然，如图3.15 所示，如果知道了力矩的大小和它与z 轴的夹角γ，那么力对z 轴的力矩也可以按下式求得
2）角动量
前面已经用动量来描述质点和质点系机械运动的状态，并讨论了它们在机械运动过程中所遵循的动量守恒定律.同样，在讨论质点相对于空间某一定点的转动时，也可以用角动量来描述物体的运动状态.
角动量是一个很重要的概念，在转动问题中，它所起的作用和动量相类似.角动量可描述大到天体，小到质子、电子的运动.例如，电子绕核运动，具有轨道角动量，电子自身还有自旋运动，具有自旋角动量等.原子、分子和原子核系统的基本性质之一，只不过它们的角动量仅具有一定的不连续的量值，这叫做角动量的量子化.在这些系统的性质描述中，角动量起着主要作用.
先以一个质量为m 的质点为例阐明角动量的概念.设一个质点位于P 点，相对于参考点O 的位置矢量为r，如图3.16 所示.如果此时质点的速度为v，则这个质点相对于参考点O 的角动量L被定义为
可见，角动量是一个矢量，它的方向垂直于由矢量r 和p 所决定的平面，其方向由右手定则确定：让右手的四指由矢量r 的方向经小于π 的角转动矢量p 的方向，大拇指所指的方向就是角动量L 的方向.如果位置矢量与动量的夹角为θ，那么角动量的大小由下式决定
质点对通过参考点的任意轴线的角动量，就是质点相对于同一参考点的角动量沿该轴线的分量.由图3.16 可以看出Lz 为
在国际单位制中，角动量的单位是kg·m2·s-1.
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