Vztažná (referenční) soustava je zvolená skupina vztažných těles (nebo jediné vztažné těleso), které jsou vůči sobě v  klidu, anebo jsou ve vzájemném zadaném (predikovaném) pohybu.  Poloha a  pohyb zkoumaných těles jsou tedy určovány vzhledem ke zvolené vztažné soustavě. Volba vztažné soustavy představuje volbu relativně „pevných“  bodů v prostoru, které jsou vzájemně v  klidu, anebo ve vzájemně zadaném pohybu.

Vzhledem k tomu, že klid nebo pohyb je závislý na volbě vztažné soustavy, je tento pohybový stav  relativní. To znamená, že i klid je relativní, neboť je vždy nutno uvést vztažnou soustavu, vzhledem ke které je těleso v klidu či v zadaném pohybu. Pojem klidu nebo pohybu tělesa je relativní a je fyzikálně závislý na volbě vztažné soustavy.

Inerciální (setrvačná) vztažná soustava je taková soustava, v níž platí  Newtonovy pohybové zákony pro volnou částici v nejjednodušším tvaru, tj. pohyb volné částice je zjednodušeně uvažován jako pohyb rovnoměrný přímočarý. Každá soustava, která se vzhledem k inerciální vztažné soustavě pohybuje  rovnoměrně přímočaře nebo je vzhledem k této soustavě v  klidu, je také inerciální soustavou.

Neinerciální vztažná soustava je taková soustava, v níž platí  Newtonovy pohybové zákony pro volnou částici ve složitějším tvaru, tj. pohyb volné částice je uvažován jako pohyb nerovnoměrný, děje se vzhledem k nějaké inerciální soustavě se zrychlením.

Vztažná soustava a souřadnicová soustava nejsou zaměnitelné, vztažná soustava je fyzikálního charakteru, souřadnicová soustava je matematicky popisného charakteru, takže v dané vztažné soustavě lze použít libovolný souřadnicový systém. Obvykle se volí takový systém souřadnic, který popis daného pohybu co nejvíce zjednodušuje.

U každé prostorové soustavy souřadnic musí být definována základní rovina procházející počátkem soustavy souřadnic a základní směr.

Podle polohy počátku (středu) souřadnicové soustavy můžeme rozlišovat souřadnice:

• topocentrické (počátek je v místě pozorování),
• geocentrické (počátek je ve středu Země),
• heliocentrické (počátek je ve středu Slunce),
• selenocentrkké (počátek je ve středu Měsíce),
• jovicentrické (počátek je ve středu Jupitera) aj.

Podle vztahu užitých délkových a úhlových parametrů rozeznáváme různé typy soustav souřadnic, neužívanější jsou: k artézská, polární, s férická, cylindrická.

Kartézská (pravoúhlá) soustava souřadnic je taková soustava souřadnic, u které jsou souřadné osy vzájemně kolmé a protínají se v jednom bodě, tj. počátku soustavy souřadnic. Jednotka bývá obvykle volena na všech osách stejně velká, ale může být i jiná na různých osách, a to s ohledem na potřeby názorného zobrazení v daném prostoru. Jednotlivé souřadnice polohy každého bodu lze získat jako kolmé průměty polohy k jednotlivým souřadným osám.

Kartézské souřadnice v prostoru.

Polární soustava souřadnic je po kartézské soustavě souřadnic nejužívanější, ale jde pouze o rovinnou soustavu souřadnic. Jedna souřadnice (označovaná jako průvodič r) udává vzdálenost bodu od počátku souřadnic, druhá souřadnice (označovaná jako polární úhel φ) udává úhel spojnice tohoto bodu a počátku od zvolené osy ležící v rovině (nejčastěji jí odpovídá osa x kartézských souřadnic).

Polární souřadnice v rovině.

Válcová soustava souřadnic je soustava souřadnic v prostoru, u které jedna souřadnice ϱ udává vzdálenost bodu od osy z, druhá souřadnice φ udává úhel průmětu průvodiče bodu do roviny xy od zvolené osy x a třetí souřadnice z polohu bodu na ose z.

Válcové souřadnice v prostoru.

Sférická soustava souřadnic je soustava souřadnic v prostoru, u které jedna souřadnice ϱ udává vzdálenost bodu od počátku souřadnic, druhá souřadnice φ udává úhel průmětu průvodiče bodu do roviny xy od osy x a třetí souřadnice ϑ úhel průvodiče od zvolené roviny xy, respektive od osy z.

Sférické souřadnice v prostoru.