Newton's first law states that an object at rest stays at rest and an object in motion stays in motion unless acted upon by an external force.Le philosophe grec antique Aristote croyait que le mouvement nécessitait une force constante. Ce n'est qu'au XVIIe siècle que Galilée, par des expériences de pensée avec des plans inclinés, montra qu'un corps conserve sa vitesse sans effort s'il n'y a pas de frottement. Isaac Newton généralisa cette idée comme la première loi de la mécanique dans son ouvrage « Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica » (1687). La loi affirme : il existe des référentiels (inertiels, c'est-à-dire sans accélération) dans lesquels un corps libre reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme, jusqu'à ce qu'une force l'oblige à changer cet état.
L'idée d'inertie a mûri progressivement : Nicolas Copernic a supposé que la Terre se déplace sans effort visible ; Galilée, dans ses « Dialogues » (1632), a prouvé qu'une bille roulant sur un plan horizontal parfaitement lisse roulerait éternellement. René Descartes, en 1644, fut le premier à formuler le principe de conservation de la quantité de mouvement en ligne droite. Isaac Newton, en 1687, présenta la loi dans sa forme définitive comme un axiome de la mécanique, fondement de toute la dynamique classique.
La loi s'applique dans tous les référentiels inertiels — il suffit que la résultante des forces soit nulle. En présence de forces, l'inertie se manifeste comme une résistance au changement de vitesse, ce qui est utilisé dans la conception des transports (ceintures de sécurité, airbags), en astronautique (calcul des trajectoires de vol libre) et en technique (centrifugeuses, gyroscopes). La limite d'applicabilité est l'approximation classique : aux vitesses proches de celle de la lumière, l'inertie cesse d'être linéaire et nécessite la relativité restreinte.
Dans les voitures, les appuie-tête sauvent la nuque lors d'un choc arrière : la tête est projetée en arrière par inertie, et l'appui l'empêche de bouger brusquement.
Dans l'espace interstellaire, des sondes comme « Voyager » ne rencontrent presque aucune résistance et suivent littéralement la première loi : lancées une fois, elles peuvent voyager des milliards d'années avec une vitesse quasi inchangée.
| F | variable | Net force vector — force newton |
| m | variable | Inertial mass — masse kilogram |
| a | variable | Acceleration vector — acceleration metre per second squared |
| dU | variable | Infinitesimal change in internal energy — énergie interne joule |
| δQ | variable | Infinitesimal heat added to the system — chaleur joule |
| δW | variable | Infinitesimal work done by the system — travail joule |
| d | opérateur | Exact differential of a state function — exact differential |
| δ | opérateur | Inexact differential for path-dependent quantities — inexact differential |
