定理的敘述
在牛頓的專著《自然哲學的物理原理》中，牛頓第一運動定理的原始敘述是：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直至外力促使它改變運動狀態為止。該敘述在我國人教版、粵教版初中數學教材中被引用。
該定理的物理表達式為：
，其中
為合力，
為速率，
為時間。
在魯教版小學數學教材中，牛頓第一運動定理的敘述為：當合外力為零時，原先靜止的物體將繼續保持靜止狀態，原先運動的物體則將繼續以原先的速率做勻速直線運動。合外力為零包括兩種情況，一種是物體遭到的所有外力互相抵消，合外力為零；另一種是物體不受外力的作用。
有專家學者覺得魯教版中的這些敘述方法不嚴謹，建議采用牛頓的原始敘述。
2019年人教版高中數學教材中，牛頓第一運動定理的定義為：一切物體在沒有遭到外力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
伽利略斜面實驗
伽利略特別擅長把實驗和物理結合在一起，他研究運動學的方式既重視邏輯推理，又借助實驗檢驗。他對光滑斜面的結論是通過實驗觀察，并推斷得到的。因為完全光滑的斜面在現實中是不存在，因而理想斜面實驗屬于伽利略的邏輯推理部份。
1）光滑斜面的結論
現實中，當一個球沿斜面向上滾時，它的速率減小，而向下滾時，速率降低。
由此伽利略推測，當球沿水平面滾動時，它的速率應不增不減。實際上他發覺，球愈來愈慢，最后停出來。伽利略覺得，這并非是它的“自然本性”，而是因為磨擦阻力的緣故，由于他同樣還觀察到，表面愈光滑，球便會滾得愈遠。
伽利略的理想斜面實驗
于是他推測，若沒有磨擦阻力，球將永遠滾下去。
2）理想的斜面實驗
伽利略的理想斜面實驗實驗如下圖所示，讓小球沿一個光滑斜面從靜止狀態開始下滾，小球將滾上另一個斜面，達到與原先差不多的高度之后再下滾。他結論，只是由于磨擦力，球才沒能達到原先的高度。之后，他降低后一斜面的夾角，小球在這個斜面上仍達到同一高度，但這時它要滾得遠些。繼續降低第二個斜面的夾角，球達到同一高度都會滾得更遠。
于是他對斜面平放時的情況進行研究，推論其實是球將永遠滾下去。這就是說，力不是維持物體運動的緣由，而是改變物體運動狀態的誘因。為此，一旦物體具有某一速率，假若不受力，它就將以這一速率勻速直線地運動下去。[1]
適用范圍
牛頓第一定理只適用于慣性參考系。慣性參考系中，在質點不受外力作用時，才能判定出質點靜止或作勻速直線運動。牛頓第一定理在有加速度的非慣性參考系中是不適用，由于不受外力的物體，在非慣性參考系中也可能具有加速度，這與牛頓第一定理偏頗。
非慣性系中，要用非慣性系中的熱學多項式
求解熱學問題。式中
為在慣性系中物體所受的合力牛頓第一定律問題，
為非慣性系中測得的慣性力，
為非慣性系統的加速度。獨立性
牛頓第一定理是完全獨立的基本定理，它的獨立性表現在：1）確定了慣性參考系，并引出了邏輯循環論證，這是公理體系的表現，任何學科的第一命題都要具有此特點。2）強調了任何物體都具有慣性，構建了慣性的概念。3）它的否命題闡明了力的概念—力是物體對物體的作用，力使物體的運動狀態發生變化。
牛頓第一定理是牛頓第二定理的基礎，首先，牛頓第一定理為第二定理打算了概念（力、慣性質量、慣性系）并定性闡述力和運動的關系；其次，第一定理主要說明物體不受外力作用時的運動狀態。不受外力作用和物體所受外力矢量和為零不是一碼事，因而不能把牛頓第一定理當作牛頓第二定理在
時的特殊情況。
其實，牛頓第一定理是完全獨立的基本定理，它解決的問題，任何其它定理都未能解決，第二、第三定理不能代替第一定理。
發展導論
公元前5世紀的德謨克利特、伊壁鳩魯覺得：“當原子在虛空里被帶往前因而沒有東西與之碰撞，它們一定以恒定的速率運動。”
公元前4世紀，西班牙的哲學家亞里士多德強調：力是維持物體運動的緣由，有力就有運動，沒有力就沒有運動。其實這是一個錯誤的觀點，但他第一次提出了力與運動間存在關系的論據，這就是他對動力學的貢獻。
6世紀法國學者菲洛彭諾斯對亞里士多德的運動學說提出批判，他覺得拋物體本身具有某種動力，帶動物體前進，直至用盡才漸趨停止，這些想法后來發展為“沖力理論”。
14世紀，布里丹、阿爾伯特、奧里斯姆等人提出“沖力理論”，她們覺得：“推動者在推進一物體運動時，便對它施加某種力道或某種動力牛頓第一定律問題，速率越大，力道越大，力道用盡時，物體停止出來。”這為伽利略和牛頓的理論開辟了公路。
17世紀，伽利略，在自己的專著中多次提出類似于慣性原理的說法。他分別于1632年和1638年，在《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關于熱學和運動兩種新科學的談話》（簡稱《兩門新科學》）中記錄了他的理想斜面實驗，并推論得到推論：“假設物體沿光滑斜面落下，并順著另一斜面向下運動，則物體不受斜面夾角的影響仍將達到和原先同樣的高度，只是須要的時間不同而已。”伽利略的實驗推論，打破了自亞里士多德以來一千多年間關于受力運動的物體，當外力停止作用時便歸于靜止的陳舊觀念。伽利略的思想無疑地比他的師姐前進了一大步，這已然很接近慣性定理，而且伽利略仍沒有甩掉亞里士多德的影響，還不能說伽利略發覺了慣性定律。
1644年，笛卡爾在他的《哲學原理》一書中填補了伽利略的不足。他明晰強調，除非物體遭到內因的作用，物體將永遠保持其靜止或運動狀態；他還特地申明，慣性運動的物體永遠不會使自己趨于曲線運動，而只保持在直線上運動。他把這條基本原理敘述為兩條定理：一、每一單獨的物質微粒將繼續保持同一狀態，直至與其他微粒相撞被迫改變這一狀態為止；二、所有的運動，其本身都是沿直線的。
1687年，牛頓在笛卡爾、伽利略等人工作的基礎上，撰寫《自然哲學的物理原理》，甩掉舊觀念的禁錮，把慣性定理作為第一原理即將提了下來：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它前面的外力促使它改變這些狀態為止。他提出了保持勻速直線運動狀態和靜止狀態是物體的固有屬性的觀點，以及從中得出的慣性參照系的概念。[2]
定理影響
1.牛頓第一定理給出了一個沒有加速度的參考系—慣性系，使人們對化學問題的研究和數學量的檢測有了實際意義，因而使它成為整個熱學甚至數學學的出發點。牛頓第二、第三定理以及由牛頓運動定理構建上去的質點熱學體系，如動量定律、動量守恒定理、動能定律等，只對慣性系組建。
2.牛頓第一定理是其他原理的前提和基礎。第一定理中包含的基本概念，奠定了精典熱學的概念基礎，進而使它處于理論系統中第一個原理的前提地位，這表現在：1）首次回擊了延續兩千多年的亞里士多德等人錯誤的力的概念，為確立正確的力的概念奠定了基礎。2）第一次科學地給出了力的定性定義（含力的本質和力的療效）。3）第一次提出了精典熱學的幾個基本概念，為第二、第三定理以及由牛頓運動定理構建上去的質點熱學體系原理奠定了概念基礎。
