投手が投じたボールは、投球動作によりスピンしながら、重力によって放物線状の軌道を描くように空中を進む。この時、ボールは重力のほかに、空気抵抗、そしてスピンによって生じる揚力を受ける（マグヌス効果）。このスピンは投球動作によって変化を持たせる事が可能で、スピン次第で空気抵抗と揚力、ひいては球の軌道が変化する。また、ボールを鷲掴みにするなどボールの握り方、リリース次第で腕の振り以外で球速を遅くできる。
これらの方法で球の軌道、球速を標準である投球（速球・ストレート）に対し変化させた球を変化球という。
変化球を投げる目的として、投球の軌道を打者にとって打ち難いものに変える、打者のバッティング動作のタイミングを変える、打者の軌道・タイミングの予測を外すことがあるとされる。
球種の名称は握りや投げ方に準じて名付けられる場合と、変化の特徴から名付けられる場合が多い。それに応じて#分類も行なわれる。これらは厳密に定義されているわけではなく、同じ球種であっても投手によって投法や変化に差異があったり、同一投手の同一球種であっても見るものによって解釈の違いから異なる球種として認識されることもある。特に、細かな分類となると境界線や区別が非常に曖昧である。また、時代の変化によって名称が変わったり、細分化され明確に区別されたり、あるいは一纏めにされることも多々ある。さらに日米においても球種に対する認識が大きく異なる場合があり、名称や分類の仕方に大きな差異が見られる。
原理.
一般に投球の軌道に個性を与える要素としてマグヌス効果による揚力の影響が大きいが、例外的なものとして、ボールの回転を無くす事で通常とは違う変化を起こさせるものもある。
マグヌス効果.
飛行するボールが進行方向に対して角度を持つ軸にてスピンしているとき、マグヌス効果によって揚力が発生する。マグヌス効果によれば、ボールが進む事によって受ける向かい風と、進行方向に対して角度を持ちながらスピンするボールが生む「循環」が、干渉することで、揚力が発生してボールの軌道が変化する。