凡是对惯性参照系作加速运动的参照系都是非惯性参考系。参照物的不同,速度是不一样的。以地面为参照物所测量的速度,称为绝对速度;以非地面参照系为参照物(例如空气)所测量的速度,称为相对速度。如甲、乙两列车以相同的速度同向行驶,则甲车相对于乙车的速度和乙车相对于甲车的速度都等于零;若反向行驶,则相对速度都等于二倍车速。在同一惯性参考系中,假设有某一粒子速度为u1,另一粒子速度为u2。则相对速度为u2-u1。相对速度不随惯性参考系的选取而改变,即在伽利略变换中,相对速度是一个不变的矢量,所以相对速度也有方向,方向为绝对值大的方向。