牛顿热学三大定理分别是：惯性定理、加速度定理和斥力与反斥力定理。
介绍
惯性定理
任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直至遭到其它物体的斥力促使它改变这些状态为止。
说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因而物体的运动状态是由它的运动速率决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。物体的这些性质称为惯性。所以牛顿第一定理合称为惯性定理。第一定理也揭示了力的概念。明晰了力是物体间的互相作用，强调了是力改变了物体的运动状态。由于加速度是描写物体运动状态的变化，所以力是和加速度相联系的，不是和速率相联系的。在日常生活中不注意这点，常常容易形成错觉。
注意：牛顿第一定理并不是在所有的参照系里都组建，实际上它只在惯性参照系里才创立。为此经常把牛顿第一定理是否创立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
加速度定理内容
物体在遭到合外力的作用会形成加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小反比于合外力的大小与物体的惯性质量成正比。
加速度定理定量描述了力作用的疗效，定量阳线度了物体的惯性大小。它是矢量式，而且是瞬时关系。
要指出的是：物体遭到的合外力，会形成加速度，可能使物体的运动状态或速率发生改变，而且这些改变是和物体本身的运动状态有关的。真空中，因为没有空气阻力，各类物体由于只遭到重力，则无论它们的.质量怎样，都具有的相同的加速度。因而在做自由落体时，在相同的时间间隔中，它们的速率改变是相同的。
斥力与反作用
两个物体之间的斥力和反斥力牛顿三定律，在同一条直线上，大小相等，方向相反。
说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它互相作用。物体之间的互相作用是通过力彰显的。而且强调力的作用是互相的，有作用必有反斥力。它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。
另须要注意：
斥力和反斥力是没有主次、先后之分。同时形成、同时消失。
这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。
斥力和反斥力必须是同一性质的力。
与参照系无关。
概述
牛顿运动定理只创立于惯性参考系，又称为牛顿参考系。有些学者喜欢将第一定理作为根本，而将惯性参考系视作第一定理的延展，也就是说在她们看来，第一定理可以拿来定义惯性参考系。如果采用这观点，则因为只有从惯性参考系观察，第二定理才创立，所以，不能从第二定理以特例的方法来推导入第一定理。另外又有一些学者将第一定理视为第二定理的结论。非常注意，惯性参考系的概念是在牛顿然后许久才发展成功。
提出者
艾萨克·牛顿（Isaac）是美国伟大的物理家、物理学家、天文学家和自然哲学家，其研究领域包括了数学学、数学、天文学、神学、玄学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分，发觉了万有引力定理和精典热学，设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等，被誉为人类历史上最伟大，最有影响力的科学家。为了记念牛顿在精典热学方面的杰出成就，“牛顿(N)”后来成为评判力的大小的化学单位。
适用条件
牛顿运动定理只适用于质点，牛顿运动定理中所指的物体为质点。对质点系，运用牛顿运动定理中的第二定理时通常采用隔离法牛顿三定律，或则采用质点系牛顿第二运动定理。对于斥力非恒力的情形，如时间、速度或位置相关性的力，应用积分等方式，牛顿运动定理亦可使用。
牛顿运动定理只适用于惯性参考系。孤立质点相对它静止或做匀速直线运动的参考系为惯性参考系。在非惯性参考系中牛顿运动定理不适用，由于不受外力的物体在该参考系中也可能具有加速度，与牛顿第一运动定理偏颇；只有在惯性参考系中牛顿运动定理才适用。
牛顿运动定理只适用低速问题。若物体的速率v与光速c=3.0×10m/s接近时，必须使用狭义相对论。牛顿运动定理对于伽利略变换是协显得，但对于洛伦兹变换不是协变，因而其不能和狭义相对论相容。当物体做高速联通时，须要更改力、速度等热学变量的定义，使动力学多项式才能满足洛伦兹协变的要求，在化学预言上也会随速率接近光速而与精典热学有不同。
成立过程
牛顿算不上是实验者，他喜欢思索问题，像爱因斯坦那样在脑海里做实验。他会长时间专注地想事情，直至得出他须要的答案。不久，一个问题开始困惑着牛顿：是哪些力量造成了运动呢？他集中精力研究伽利略的自由落体定理和开普勒的行星运动规律。他沉迷到了废寝忘食的地步，身体几乎处于崩溃的边沿。1666年初，牛顿成立了三大运动定理，这种定理为他发明微积分和发觉月球引力创造了必不可少的条件。
但直至20年后哈雷鼓励牛顿写《自然哲学的物理原理》时，牛顿才公布了他创办的三大定理。1684年，让·皮卡尔第一次精确地求出了月球的大小和质量。有了这种必要的数字，牛顿能够证明：借助三大运动定理和他的重力方程式可以正确地估算出游星运动的真实轨道。虽然有了确凿的物理证据，牛顿也只是在哈雷的恳求和劝说下于1687年发表了《自然哲学和物理原理》，发表这本书最主要的缘由是罗伯特·胡克宣称（错误地宣称），他自己早已发觉了运动的普遍规律。《自然哲学和物理原理》成为科学史上深受推崇和人们常常使用的出版物。
定理特征
第一定理引入力的概念和阐述惯性属性，定性阐明力和运动的关系，为第二定理打下基础、准备必要的概念；第三定理进一步给出斥力的性质，阐明物体运动的互相掣肘机制。三定理结合，全面解决了任意物体在受复杂的外力作用后的运动问题。牛顿运动定理是一个有机整体，是一脉相承的完整理论体系，是热学的基本公理，由它们出发推导而出的动量定律、动量守恒定理、动能定律、机械能守恒定理、动量矩定律、角动量守恒定理，进一步否认了动力学公理化体系相容性和一致性。