یکی از اصول بنیادی فیزیک، اصل هموردایی یا نسبیت است. یکی از نتایج مهم آن این است که برای بررسی و حل مسائل فیزیک، از هر دستگاه مختصاتی که مایل باشیم می‌توانیم استفاده کنیم. در هر صورت، نتایج یکسان خواهد بود. علت استفاده از دستگاه‌های مختصات مختلف، در واقع سادگی ریاضی است. به طور مثال، انتخاب مبدأ مختصات، جهت‌گیری محورها، نوع دستگاه مختصات و ... کاملاً دلخواه است.
تا اواخر سده‌ی نوزدهم میلادی فیزیک‌دانان موفق شده بودند برای بسیاری از پدیده‌ها از جمله قوانین مربوط به حرکت اجسام، گرانش، الکتریسیته و مغناطیس، نور و امواج الکترومغناطیسی، گرما و ... توضیح قانع کننده‌ای ارائه کنند. به مجموعه‌ی آن نظریه‌ها و قوانین علمی «فیزیک کلاسیک» گفته می‌شود.
فیزیک کلاسیک با کارهای تجربی و تحلیلی گالیله و کپلر در نجوم و مکانیک در اوایل قرن ۱۷ میلادی آغاز شد. نیوتن با فرمول‌بندی با شکوه مکانیک، به عنوان ستون اصلی فیزیک، و نظریه‌ی گرانش سنگ بنای آن را مستحکم نمود و روش علمی پس از خود را روشن ساخت. او با موفقیت نشان داد که رفتار اجرام سماوی از همان قوانینی پیروی می‌کند که اشیای پیرامون ما از آن‌ها پیروی می‌کنند. به کمک نظریه‌ی نیوتن پیش‌بینی‌های چشمگیری از رفتار اجسام انجام شد که تا آن زمان بی‌سابقه بود. به این ترتیب باعث ایجاد انقلاب فکری عظیمی در زمانه‌ی خود شد. این نظریه موتور محرک انقلاب صنعتی در اروپا شد و همچنین پیشرفت‌های بسیاری را در اخترشناسی ایجاد کرد. در همان زمان، نیوتن موفق به ابداع روش ریاضی قدرتمندی شد که امروزه با عنوان حساب دیفرانسیل و انتگرال شناخته می‌شود. این ابزار قدرتمند ریاضی راه را برای محاسبه‌ی مقادیر متغیر در علوم طبیعی گشود و فرمول‌بندی نظریه‌های فیزیکی را به زبان ریاضی بسیار آسان نمود. همچنین او و برخی معاصرانش مانند هویگنس و فرما اولین نظریه‌های نورشناسی را نیز ارائه کردند که به نورشناسی هندسی موسوم است.