在描述物体的运动时，总是相对选定的参考系而言的。通常，我们选地面（或相对于地面静止的地物）作为参考系。但是，有时为了方便起见，往往也改选相对于地面运动的物体作为参考系。由于参考系的变换，就要考虑物体相对于不同参考系的运动及其相互关系，这就是相对运动问题。

    先选定一个基本参考系K，如果另一个参考系相对于基本参考系K在运动，则称为运动参考系K'。

    设一运动物体P在某一时刻相对于参考系K和K' 的位置，可分别用位矢和表示；而运动参考系K'上的原点O'在基本参考系K中的位矢为，它们之间有如下的关系，即

    将上式对时间t求导，得

    1. ：物体在基本参考系K中观察到的速度，称为物体的绝对速度，用表示；

    2. ：物体在运动参考系K'中观测到的速度，称为物体的相对速度，用表示；

    3. ：运动参考系自身相对于基本参考系K的速度，称为物体的牵连速度，用表示。

    于是，上式可以写成

    即绝对速度等于相对速度与牵连速度的矢量和，这一结论称为速度合成定理，它表述了不同参考系之间的速度变换关系。