Les lois de Newton s'appliquent uniquement dans des référentiels dits inertiels (domaine de validité des lois).

On appelle référentiel inertiel ou galiléen, un référentiel dans lequel un corps isolé suit un mouvement rectiligne uniforme.

Newton, lui-même, a-t-il déjà observé un tel mouvement ? Non.

Les mouvements relatifs des planètes et la difficulté à isoler un corps rendent impossible la vérification de ce principe. Cependant, il est admis et appliqué à l'étude des mouvements.