慣性系是指一箇參考系，在其中不受外力作用的物體將保持其運動狀態不變，即繼續保持勻速直線運動或靜止狀態。
慣性系是物理學中的一箇基本概念，它與牛頓運動定律密切相關。在慣性系中，如果沒有外力作用，物體將保持其原有的運動狀態。例如，如果一箇物體在慣性系中以恆定速度直線運動，它將繼續以相同的速度直線運動，直到受到外力作用。
慣性系的特點是其中的時間和空間均勻流逝，且各向同性。在這樣的參考系中，描述物體運動的方程最爲簡單。所有與地球靜止或做勻速直線運動的參考系都可以視爲慣性系。在工程技術和許多物理學問題中，與地球表面相固結的座標系是一箇很好的近似的慣性系。但在研究大氣或海洋的大範圍運動，或航天器在空間中的運行時，必須考慮地球的自轉影響，這時地心座標系是一箇更精確的慣性系。如果研究的是空間探測器的星際飛行，還需要考慮地球的繞日公轉，此時應使用日心座標系作爲慣性系。