（1）惯性参考系
牛顿运动定律在其中能严格成立的参考系，简称惯性系。相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。天体测量学的基本任务之一就是研究建立惯性参考系的原则和方法。在天体测量学中，惯性参考系是以基本星表坐标系统的形式来近似实现的。根据1961年国际天文学联合会决议，目前采用1963年发表的第四基本星表 (FK4)的星位和自行的基本系统作为实际使用的惯性参考系。这个星表包括 1,535颗均匀分布在天空的目视星等亮于 7.5等的恒星（见星等）。它是以赤道面和春分点作为惯性参考系的参考面和参考点的（见天球坐标系）。这种参考系的制定将不得不以一个复杂的太阳系模型或者地球模型作为依据，会受到地球、太阳系以至于银河系运动的影响。因此，目前还没有严格定义的惯性参考系。上述基本星表系统实际上只是惯性参考系的一种近似。
（2）非惯性参考系
非惯性参照系（非惯性参考系）是相对某惯性参考系作非匀速直线运动的参考系，又称非惯性坐标系，简称非惯性系。非惯性系中，描述物体的运动规律虽仍可使用牛顿运动定律，但作用在物体上的力，除了外力还要附加牵连惯性力与科氏惯性力，这两个力不服从通常的力的定义，可是在非惯性系中能产生力的效果。物体相对非惯性系处于静止状态时，科氏惯性力为零，只受牵连惯性力的作用，这就是通常所说的惯性力。火箭发射时惯性力与宇航员所受的重力方向一致，航天员处于超重状态；航天器在轨道上运行时惯性力与宇航员所受的重力方向相反、大小相等，航天员处于完全失重状态 。
非惯性参考系不能使用牛顿定律，除非加个修正量：惯性力。