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此式中括号内的物理量是由刚体质量分布和相对于固定转轴的位置来决定，与刚体的运动以及所受的外力无关。这个表示刚体本身相对于转轴的特征的物理量叫做刚体对于转轴的转动惯量，用 表示，即
（1.2）
由表达式可知，转动惯量由两个条件决定，待测物体质量的分布和转轴的位置，因此，转动惯量的单位为kg•
1.2 刚体定轴运转定律
由刚体转动惯量的定义可知 （1.3）
又由质点系的角动量定理可得，作用在定轴转动的刚体对于转轴的合外力矩为
（1.4）
可以看出，刚体受到对于某一固定转轴的合外力矩等于刚体对此转轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。这一角动量定理用于刚体定轴转动的具体形式，叫做刚体定轴转动定律。
1.3 刚体运动惯量的实际意义
转动惯量的测量对于实际生活是具有重要意义的，其表现了刚体运动状态改变的难度。因此，大量问题只要涉及到转动力学，就不得不涉及到转动惯量。转动惯量的测量在多个领域中都很有必要，在军事方面，导弹需要测定两极、赤道的转动惯量来确定导弹的稳定飞行轨迹；航空方面，人造卫星的发射与运转也与转动惯量密不可分；汽车工业中，汽车的寿命和性能也需要精确的惯性动量来进行设计提升。经过多年的研究，目前已经可以通过多种方法来测量刚体转动惯量，适用于不同刚体的转动惯量仪也纷纷被研制。若是所需求转动惯量的刚体质量分布均匀，形状也规则，那么通过一定的数学计算便能很方便得出答案，成本很低。若是刚体质量分布不均，形状不规则，数学方法变得不方便，有学者将其切割成规则形状分别进行测量，但效果并不理想，误差较大，此时我们便会需要通过实验的方式来求得所需的转动惯量。
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