Klassinen mekaniikka on tutkimusala, joka kuvaa esineen liikettä sen massan ja siihen vaikuttavien voimien seurauksena. Vaikutukset kuvaili ensimmäisen kerran Sir Isaac Newton 17-luvulla. Newton perustui aikaisempiin tiedemiehiin, mukaan lukien Galileo Galilei, Johannes Kepler ja Christiaan Huygens. Kaikki klassisen mekaniikan teoriat perustuvat tai johdetaan Newtonin teorioista, minkä vuoksi klassista mekaniikkaa kutsutaan usein newtonilaiseksi mekaniikaksi.
Newton esitteli kolme liikelakia tunnetuimmassa teoksessaan Principia Mathematica. Nämä lait kuvaavat kuinka voimat vaikuttavat kehon liikkeisiin. Ensimmäinen laki sanoo, että kappale pysyy levossa tai liikkuu tasaisella nopeudella, kun siihen vaikuttavat voimat ovat kaikki yhtä suuret. Toinen laki liittää kehon kiihtyvyyden siihen vaikuttaviin voimiin, ja kolmas sanoo, että jokaiselle toiminnalle on yhtäläinen ja vastakkainen reaktio.
Kaasujen ja nesteiden käyttäytymistä, jousien ja heilurien värähtelyä on kuvattu käyttämällä klassista mekaniikkaa. Newton itse käytti lakejaan määritelläkseen painovoiman käsitteen ja planeettojen liikkeen auringon ympäri. Nämä teoriat puolestaan johtivat sellaisiin asioihin kuin 19-luvun eurooppalaiseen teolliseen vallankumoukseen ja satelliittitekniikan ja avaruusmatkailun kehitykseen 20-luvulla.
Klassisen mekaniikan ratkaisuilla on kuitenkin rajoituksia. Kaikki järjestelmät, joissa on massan, nopeuden tai etäisyyden ääripäät, poikkeavat Newtonin laeista. Esimerkiksi Newtonin malli ei voi selittää, miksi elektroneilla on sekä aalto- että hiukkasmaisia ominaisuuksia, miksi mikään ei voi kulkea valon nopeudella tai miksi kaukaisten galaksien välinen painovoima näyttää vaikuttavan välittömästi.
Kaksi uutta fysiikan haaraa on syntynyt: kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoria. Edwin Schroedingerin, Max Planckin ja Werner Heisenbergin edelläkävijä kvanttimekaniikka tulkitsee hyvin pienten esineiden, kuten atomien ja elektronien, liikkeitä. Suuria ja kaukaisia esineitä sekä lähellä valonnopeutta liikkuvia esineitä kuvataan Albert Einsteinin kehittämällä suhteella.
Näistä rajoituksista huolimatta newtonilaisella mekaniikalla on useita etuja kvanttimekaniikkaan verrattuna ja suhteellisesti. Molemmat uudemmat alat edellyttävät edistyneen matematiikan osaamista. Samoin kvantti- ja relativistiset tieteet voivat tuntua ristiriitaisilta, koska ne kuvaavat käyttäytymistä, jota ei voida havaita tai kokea.
Esimerkiksi Heisenbergin epävarmuusperiaate sanoo, että on mahdotonta tietää sekä kehon nopeutta että sijaintia. Tällainen periaate on vastoin jokapäiväistä kokemusta. Newtonin mekaniikan matematiikka on paljon vähemmän haastavaa ja sitä käytetään kuvaamaan kehon liikkeitä jokapäiväisessä elämässä.