L'étude du mouvement d'un point implique nécessairement la présence d'un observateur qui analyse le mouvement de ce point. Suivant la position de l'observateur par rapport à l'objet en mouvement ses conclusions quant à la nature du mouvement seront très variables. Ainsi dans un train qui se déplace en ligne droite à vitesse constante un passager qui lâche verticalement une bille conclut que la bille a un mouvement rectiligne. La personne qui est sur le quai et qui observe la même scène lorsque le train passe devant elle conclut que le mouvement n'est pas rectiligne et pourtant il s'agit bien de la même bille. Le mouvement d'un point est donc relatif à un observateur fixe dans un référentiel d'étude.
Dans le langage courant, le référentiel est rarement précisé car il est implicite. Lorsqu'on dit qu'un véhicule roule à vitesse constante il est sous entendu que c'est par rapport à la route. Le passager, assis dans le véhicule peut dire qu'il est immobile : on comprendra que c'est par rapport au véhicule. En mécanique, pour qu'il n'y ait pas de doute possible, il est impératif de préciser par rapport à quoi l'étude du mouvement sera effectuée c'est à dire indiquer le référentiel choisi. Ce référentiel est constitué par tout ce qui est fixe par rapport à l'observateur.
Définition :
On appelle Référentiel ou "solide de référence" un ensemble de points tous fixes les uns par rapport aux autres. L'observateur, lui-même fixe par rapport à ces points, fait partie du référentiel.
Exemple :
Dans le cas cité plus haut, le train peut être choisi comme référentiel si l'observateur est un passager assis à l'intérieur. Dans le cas où l'observateur est une personne sur le quai le référentiel est le référentiel terrestre (constitué par tout ce qui est fixe par rapport à la terre).
