牛頓熱學三大定理分別是：慣性定理、加速度定理和斥力與反斥力定理。
介紹
慣性定理
任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態，直至遭到其它物體的斥力促使它改變這些狀態為止。
說明：物體都有維持靜止和作勻速直線運動的趨勢，因而物體的運動狀態是由它的運動速率決定的，沒有外力，它的運動狀態是不會改變的。物體的這些性質稱為慣性。所以牛頓第一定理合稱為慣性定理。第一定理也揭示了力的概念。明晰了力是物體間的互相作用，強調了是力改變了物體的運動狀態。由于加速度是描寫物體運動狀態的變化，所以力是和加速度相聯系的，不是和速率相聯系的。在日常生活中不注意這點，常常容易形成錯覺。
注意：牛頓第一定理并不是在所有的參照系里都組建，實際上它只在慣性參照系里才創立。為此經常把牛頓第一定理是否創立，作為一個參照系是否慣性參照系的判據。
加速度定理內容
物體在遭到合外力的作用會形成加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小反比于合外力的大小與物體的慣性質量成正比。
加速度定理定量描述了力作用的療效，定量陽線度了物體的慣性大小。它是矢量式，而且是瞬時關系。
要指出的是：物體遭到的合外力，會形成加速度，可能使物體的運動狀態或速率發生改變，而且這些改變是和物體本身的運動狀態有關的。真空中，因為沒有空氣阻力，各類物體由于只遭到重力，則無論它們的.質量怎樣，都具有的相同的加速度。因而在做自由落體時，在相同的時間間隔中，它們的速率改變是相同的。
斥力與反作用
兩個物體之間的斥力和反斥力牛頓三定律，在同一條直線上，大小相等，方向相反。
說明：要改變一個物體的運動狀態，必須有其它物體和它互相作用。物體之間的互相作用是通過力彰顯的。而且強調力的作用是互相的，有作用必有反斥力。它們是作用在同一條直線上，大小相等，方向相反。
另須要注意：
斥力和反斥力是沒有主次、先后之分。同時形成、同時消失。
這一對力是作用在不同物體上，不可能抵消。
斥力和反斥力必須是同一性質的力。
與參照系無關。
概述
牛頓運動定理只創立于慣性參考系，又稱為牛頓參考系。有些學者喜歡將第一定理作為根本，而將慣性參考系視作第一定理的延展，也就是說在她們看來，第一定理可以拿來定義慣性參考系。如果采用這觀點，則因為只有從慣性參考系觀察，第二定理才創立，所以，不能從第二定理以特例的方法來推導入第一定理。另外又有一些學者將第一定理視為第二定理的結論。非常注意，慣性參考系的概念是在牛頓然后許久才發展成功。
提出者
艾薩克·牛頓（Isaac）是美國偉大的物理家、物理學家、天文學家和自然哲學家，其研究領域包括了數學學、數學、天文學、神學、玄學、自然哲學和煉金術。牛頓的主要貢獻有發明了微積分，發覺了萬有引力定理和精典熱學，設計并實際制造了第一架反射式望遠鏡等等，被譽為人類歷史上最偉大，最有影響力的科學家。為了記念牛頓在精典熱學方面的杰出成就，“牛頓(N)”后來成為評判力的大小的化學單位。
適用條件
牛頓運動定理只適用于質點，牛頓運動定理中所指的物體為質點。對質點系，運用牛頓運動定理中的第二定理時通常采用隔離法牛頓三定律，或則采用質點系牛頓第二運動定理。對于斥力非恒力的情形，如時間、速度或位置相關性的力，應用積分等方式，牛頓運動定理亦可使用。
牛頓運動定理只適用于慣性參考系。孤立質點相對它靜止或做勻速直線運動的參考系為慣性參考系。在非慣性參考系中牛頓運動定理不適用，由于不受外力的物體在該參考系中也可能具有加速度，與牛頓第一運動定理偏頗；只有在慣性參考系中牛頓運動定理才適用。
牛頓運動定理只適用低速問題。若物體的速率v與光速c=3.0×10m/s接近時，必須使用狹義相對論。牛頓運動定理對于伽利略變換是協顯得，但對于洛倫茲變換不是協變，因而其不能和狹義相對論相容。當物體做高速聯通時，須要更改力、速度等熱學變量的定義，使動力學多項式才能滿足洛倫茲協變的要求，在化學預言上也會隨速率接近光速而與精典熱學有不同。
成立過程
牛頓算不上是實驗者，他喜歡思索問題，像愛因斯坦那樣在腦海里做實驗。他會長時間專注地想事情，直至得出他須要的答案。不久，一個問題開始困惑著牛頓：是哪些力量造成了運動呢？他集中精力研究伽利略的自由落體定理和開普勒的行星運動規律。他沉迷到了廢寢忘食的地步，身體幾乎處于崩潰的邊沿。1666年初，牛頓成立了三大運動定理，這種定理為他發明微積分和發覺月球引力創造了必不可少的條件。
但直至20年后哈雷鼓勵牛頓寫《自然哲學的物理原理》時，牛頓才公布了他創辦的三大定理。1684年，讓·皮卡爾第一次精確地求出了月球的大小和質量。有了這種必要的數字，牛頓能夠證明：借助三大運動定理和他的重力方程式可以正確地估算出游星運動的真實軌道。雖然有了確鑿的物理證據，牛頓也只是在哈雷的懇求和勸說下于1687年發表了《自然哲學和物理原理》，發表這本書最主要的緣由是羅伯特·胡克宣稱（錯誤地宣稱），他自己早已發覺了運動的普遍規律。《自然哲學和物理原理》成為科學史上深受推崇和人們常常使用的出版物。
定理特征
第一定理引入力的概念和闡述慣性屬性，定性闡明力和運動的關系，為第二定理打下基礎、準備必要的概念；第三定理進一步給出斥力的性質，闡明物體運動的互相掣肘機制。三定理結合，全面解決了任意物體在受復雜的外力作用后的運動問題。牛頓運動定理是一個有機整體，是一脈相承的完整理論體系，是熱學的基本公理，由它們出發推導而出的動量定律、動量守恒定理、動能定律、機械能守恒定理、動量矩定律、角動量守恒定理，進一步否認了動力學公理化體系相容性和一致性。