Kinematiikka on liikkeen tutkimus ja yhtälöiden kehittäminen esineiden liikkeiden kuvaamiseksi, osa suurempaa fysiikan osaa, joka tunnetaan klassisena mekaniikkana. Tämä tiede tarkastelee erityisesti liikettä, ei liikkeen syitä tai vuorovaikutuksia, joita voi esiintyä liikkeen aikana. Syiden ja vuorovaikutusten tutkimista kutsutaan dynamiikaksi, ja siihen sisältyy erillisiä yhtälöitä. Fysiikan opiskelijat alkavat usein oppia yhdessä kinematiikan ja dynamiikan perusteet, koska ne liittyvät läheisesti toisiinsa.
Tällä alalla tutkijat tarkastelevat esineiden eri tapoja liikkua ja arvioivat ominaisuuksia, kuten kiihtyvyyttä, siirtymää ja nopeutta. He tutkivat myös ympäristöjä, kuten ilmaa, vettä tai tyhjiötä, joissa liikettä voi esiintyä. Tätä tiedettä voidaan soveltaa kaikkeen hevosten juoksututkimuksesta hiukkasten liikkeen analysointiin avaruudessa. Liike voi olla monimutkainen tutkimusala, ja kinemaattiseen tutkimukseen on olemassa useita reaalimaailman ja teoreettisia sovelluksia.
Tämän kurinalaisuuden osa, joka tunnetaan nimellä käänteinen kinematiikka, tarkastelee, kuinka esineiden on liikuttava saavuttaakseen tietyt tavoitteet. Tällä fysiikan alalla ongelmaan voi olla useita ratkaisuja, ja fyysikko voi etsiä tehokkaimpia ja tyylikkäimpiä. Tämä tutkimus on erityisen hyödyllinen robotiikan kaltaisilla aloilla, joilla teknikot haluavat tietää, miten ratkaista erilaisia liikeongelmia, ja robotit itse voidaan ohjelmoida käyttämään kinematiikkayhtälöitä itsenäisten päätösten tekemiseksi liikkeestä.
Sen lisäksi, että kinematiikka kuvaa yksittäisten esineiden liikkeitä pienimpiin hiukkasiin asti, se tutkii myös järjestelmiä. Yhdistetyillä järjestelmillä on hyvin erilaiset liikemallit kuin yksittäisillä esineillä, ja niistä voi tulla erittäin monimutkaisia. Esimerkiksi eläimillä on sarja niveliä, jotka kaikki vaikuttavat niiden liikkeisiin. Animaation kaltaisilla aloilla liikkeen täsmällinen kuvaaminen on kriittistä realismin ja dynaamisen liikkeen luomiseksi, ja kinemaattiset yhtälöt perustuvat tietokoneanimaatioon elokuvissa, televisiossa ja muissa toiminnoissa.
Fysiikkatekstit tuottavat useita yhtälöitä, joita voidaan soveltaa erilaisiin ongelmiin. Jotkut näistä yhtälöistä ovat hyvin vanhoja, ja niihin liittyy tutkimusta, joka on tehty hyvin varhaisissa fysiikan tutkimuksissa. Klassisen mekaniikan alan tutkijat hyödyntävät näitä yhtälöitä ja kehittävät uusia, kun he oppivat lisää liikkeen fysiikasta. Heidän tutkimustaan löytyy fysiikan lehdistä ja muista julkaisuista, jotka raportoivat fysiikan uusista aiheista.