Liczbę niezależnych zmiennych opisujących jednoznacznie stan (modelu) układu fizycznego nazywa się liczbą stopni swobody tego układu.
W mechanice klasycznej jest to liczba niezależnych ruchów, jakie ciało jest w stanie zrealizować w przestrzeni. Przez niezależnych rozumie się, że żaden z tych ruchów nie może być uzyskany poprzez superpozycję pozostałych.
Ciało sztywne całkowicie swobodne (to jest takie, na które nie nałożono żadnych więzów) ma maksymalną liczbę sześciu stopni swobody:
trzy ruchy translacyjne w stosunku do osi układu współrzędnych X, Y i Z. (ruch postępowy)
trzy obroty względem osi równoległych do osi układu współrzędnych X, Y i Z. (ruch obrotowy)
Ciała odkształcalne mogą posiadać większą liczbę stopni swobody. Istotny jest tu podział na ciała o skończonej liczbie stopni swobody (tzw. modele dyskretne), oraz na ciała o nieskończonej liczbie stopni swobody (tzw. modele ciągłe).
Zgodnie z zasadami mechaniki, każdą trajektorię ciała materialnego można rozłożyć na sumę prostych ruchów opisanych powyżej.
Ciało materialne (np. człon mechanizmu) łączone z drugim w parę kinematyczną traci pewną ilość stopni swobody, w zależności od klasy pary kinematycznej. Ogólnie, jeżeli układ składa się z dwóch ciał (podukładów) o odpowiednio: n1 i n2 stopniach swobody, oraz między tymi ciałami występuje w więzów, to układ taki posiada n1+n2-w stopni swobody.