在一个平动加速的非惯性参照系中，一个粒子将感受到一个与加速度的方向相反的惯性力。惯性力是为了在非惯性系中能够使用牛顿运动定律讨论粒子受力运动而引入的假想的力，不存在施力物体，没有反作用力的概念。
在讨论相对性原理的问题中，我们论证了惯性参照系的等价性：在运用自然定律的时候，无需理会一个参照系是否有相对运动，自然规律适用于所有相对做匀速直线运动的参照系。然而，在实际应用中，我们还会经常与非惯性参照系打交道。在不同的非惯性参照系中，自然规律会表现出不同的形式。最常见的非惯性参照系是加速启动的车辆 (将大地当作惯性系)，这一类参照系的特点是，它们相对于某个惯性系作平动加速。平动加速有两种可能的运动方式：第一种运动方式是，非惯性系只沿着某个确定的方向加速，即参照系沿直轨道运动；第二种运动方式是，非惯性系沿任意形状的弯曲轨道运动，但是，固联于该非惯性系中的任意一条直线相对于惯性系没有旋转运动。在一个做平动加速的参照系中，观测者将会感受到一个与参照系的加速度有关的力，被称为惯性力。
考虑一个参照系 相对于惯性系 做加速度为 的平动加速运动，在这两个参照系中观测一个粒子在空间中运动。根据相对运动的坐标变换关系，在 中观测到的粒子的加速度 与在 中观测到的加速度 之间有以下变换关系：假定粒子的质量是一个与运动无关的常量：，由加速度的变换关系可以得到：由于参照系 是惯性系，牛顿运动定律在该参照系中成立：，因此：我们看到，在参照系 中，牛顿运动定律不再成立。比通常的牛顿运动定律多出的一项 被称为惯性力，用 表示。引入惯性力的概念后，在非惯性系中，粒子受力运动遵守以下规律：形式上与惯性系中的牛顿运动定律相同。
惯性力并不是由粒子之间进行相互作用带来的力，而是在非惯性系中的观测者假想的力。引入了这个假想的惯性力之后，我们就可以在非惯性系中继续使用牛顿运动定律来处理粒子之间的相互作用和运动的问题。当我们在非惯性系中处理粒子的运动时，由相互作用带来的力存在施力物体和受力物体，因而存在作用力和反作用力，而惯性力则不存在施力物体，也就不存在反作用力。
体验惯性力最常见的环境是加速前进或减速刹车的汽车和加速启动或减速停机的电梯，这两个例子大家在中学时期就已经熟悉，并且在日常生活中不断会遇到，无需在这里多做描写。我们来讨论一个在日常生活中惯性力每时每刻都存在，但是我们却从来不曾意识到的例子。设想在地面上纬度为 的某处有一个质量为 的静止的粒子，这个粒子将受到地球对它的万有引力，即地心吸引力，或者通俗地说是重力：公式中 是引力常量， 是地球的半径， 是地球的质量， 是地球表面上的重力加速度， 是由地心指向粒子方向的单位矢量。另一方面，粒子随地球自转而绕着地球自转轴转动，在地心参照系中看，固联于这个粒子的参照系有一个垂直地指向自转轴的向心加速度，是一个非惯性参照系。在这个非惯性系上看，粒子将受到一个背离向心加速度的惯性离心力：公式中 是地球自转的角速度， 是在地球表面上粒子所在位置处沿经线方向的切向单位矢量。由此得到，在地面实验室 (非惯性系) 中测得的粒子的表观重力：于是，在重量的开平方根号内的最后一项是一个二级小量，将其忽略；由于第二项是一个一级小量，因此，将根式做泰勒展开并只保留一级小量，表观重力的数值近似为表观重力的方向与地心方向的偏角可以通过正弦定理近似地得到：上述结果是考虑地球是一个纯正的球体而得到的理论结果。实际上，由于自转效应，地球并不是一个完美的球体，而是一个两极扁平，赤道凸起的扁球体。由此带来的修正结果是将重量的近似表达式中的 291 改为 191。
