牛顿第一定律从拉丁文翻译过来，内容如下：
每个物体都会保持静止状态，或匀速直线运动，除非它被施加在其上的力改变这种运动状态[1] 。
牛顿第一定律的数学表达式是：
因此，物体有保持运动状态的趋势，这被称为惯性。而力是改变物体运动状态的原因。
伽利略研究运动学的方法是把实验和数学结合在一起，既注重逻辑推理，又依靠实验检验。[2] 他对光滑斜面的推论是通过实验观察，并推论得到的。但是这个完全光滑的斜面在现实中不存在，因为无法将摩擦力完全消除，因此理想斜面实验属于伽利略的逻辑推理部分。
现实中，当一个球沿斜面向下滚时，它的速度增大，而向上滚时，它的速度减小。
由此伽利略推论，当球沿水平面滚动时，它的速度应不增不减。实际上他发现，球愈来愈慢，最后停下来。伽利略认为，这并非是它的“自然本性”，而是由于摩擦阻力的缘故，因为他同样还观察到，表面愈光滑，球便会滚得愈远。
于是他推论，若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。 伽利略的理想斜面实验
伽利略的理想斜面实验如图所示，让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始下滚，小球将滚上另一个斜面，达到与原来差不多的高度然后再下滚。他推论，只是因为摩擦力，球才没能达到原来的高度。然后，他减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，球达到同一高度就会滚得更远。
于是他对斜面平放时的情况进行研究，结论显然是球将永远滚下去。这就是说，力不是维持物体的运动即维持物体的速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度匀速直线地运动下去。[3]
伽利略不变性原理说：在任意恒定速度沿直线运动的系统中，无论其速度或方向如何，物理定律都是相同的。这一定理为牛顿运动定律提供了基本框架。爱因斯坦狭义相对论的相对性原理发展了伽利略不变性。
公元前5世纪的德谟克利特、伊壁鸠鲁认为：“当原子在虚空里被带向前进而没有东西与他们碰撞时，它们一定以相等的速度运动。”
公元前4世纪，亚里士多德提出了他对运动的思考。他将运动分为“自然”和“暴力”，陆地固体物质的“自然”运动是下落，而“剧烈”的运动可以将物体推向一边。在亚里士多德的物理学中，“剧烈”的运动需要一个直接的原因，当物体脱离了“剧烈”运动的原因，就会回到“自然”的行为[4] 。