在火车站台的查票员的参考系，与在移动中的火车内的乘客的参考系，这两个参考系之间的关系。假若，在某种变换下，一个系统的某物理性质保持不变，则称此物理性质为不变性（）。例如，在内积空间内，对于任意旋转，向量的内积保持不变，称此性质为旋转不变性。根据诺特定理，对于一种变换，每一种不变性代表一条基本的守恆定律。例如，对于平移变换的不变性导致动量守恆定律，对于的不变性导致能量守恆定律。在现代理论物理里，不变性是很重要的概念。许多理论是由对称性与不变性表达。在张量数学里，协变性与反变性是不变性的数学性质