Úhlovou rychlost definujeme fyzikálně obecně jako změnu úhlu v čase, tj. matematicky jako 1. derivaci úhlu podle času, který při svém pohybu opíše průvodič hmotného bodu (těžiště tělesa). Odlišujeme průměrnou úhlovou rychlost od úhlové rychlosti okamžité:
∆φ … změna úhlu [rad];
φ1, φ2 … počáteční a konečný úhel [rad];
Δt … změna času [s];
t1, t2 … čas měřený na počátku a konci pohybu;
… průměrná úhlová rychlost pohybu hmotného bodu (těžiště tělesa) [rad·s-1];
… okamžitá úhlová rychlost pohybu hmotného bodu (těžiště tělesa) [rad·s-1].
Úhlové zrychlení definujeme fyzikálně obecně jako změnu úhlové rychlosti v čase, tj. matematicky jako 1. derivaci úhlové rychlosti podle času, případně jako 2. derivaci úhlu podle času, který při svém pohybu opíše průvodič hmotného bodu (těžiště tělesa). Odlišujeme průměrné úhlové zrychlení od úhlového zrychlení okamžitého:
∆ω … změna úhlové rychlosti [rad·s-1];
ω1 , ω2 … počáteční a konečná úhlová rychlost [rad·s-1];
… průměrné úhlové zrychlení pohybu hmotného bodu (těžiště tělesa) [rad·s-2];
… okamžité zrychlení tělesa pohybu hmotného bodu (těžiště tělesa) [rad·s-2].
Úhlová rychlost jako fyzikální veličina kinematicky popisuje otáčivý pohyb tělesa jako tzv. pseudovektor ve 3D prostoru, je dána rozměrově úhlem opsaným za čas a má stejný rozměr jako úhlová frekvence. Úhlovu rychlost však nelze zaměňovat za úhlovou frekvencí, která je přímo skalárem (s jednotkou měření Hz = s-1). V některých případech prostorových pohybů lze definovat úhlovou rychlost jako vektorovou veličinu, pokud je vektor úhlové rychlosti kolmý k rovině tvořené polohovým vektorem a vektorem dráhové rychlosti. Vektory úhlová rychlost, polohový vektor a dráhová rychlost pak tvoří pravotočivou soustavu, vektor úhlové rychlosti má směr osy rotace.
Pomocí známých hodnot úhlových rychlostí je možné rovněž vyhodnocovat velikosti dostředivé a odstředivé síly, tj. síly Fn ležící ve vektorové přímce normály k tečně v daném bodu trajektorie