惠更斯是荷蘭最著名的物理學家，他是英國皇家學會第一個外籍會員，是法國科學院唯一的外籍院士。他在物理學、數學和天文學方麵他都有非常的貢獻，是近代自然科學的重要開拓者之一。
惠更斯對完全彈性碰撞作了相當詳盡的研究，提出了自己的碰撞理論。
他的理論是以下述三個假設（公理）作為基礎的：（1）“運動起來的物體，在未受到阻礙作用時，將以不變的速度沿直線繼續運動”。
（2）“兩個具有相同質量的物體，以相同的速度相向作對心碰撞後，兩者都以相同的速度向相反方向運動。”
（3）“物體的運動以及它們的速度，必須看作是相對於另一些我們以為是靜止的物體而言的，而不必考慮這些物體是否還參與另外的共同運動。因此，當兩個物體相碰撞時，即使它們同時參與另一勻速運動，在也具有這個共同運動的觀察者看來，兩個物體的相互作用就好像不存在這個共同運動一樣。”
根據這些假設，惠更斯做出斷言：兩個質量相同並以相同的速度相向運動的物體，在發生剛性的對心碰撞之後，都保留碰撞前的速度而相互彈開。這個結論被實驗所證實了。
惠更斯進一步研究了兩個質量相同的物體以不同的速度發生對心碰撞的情形。這裏，他獨具匠心地運用了相對性原理：想象一個人在以速度U做勻速運動的船上，用吊起的兩個相同的鋼球作碰撞實驗。對船而言，兩球以同樣的速度V相接近而碰撞。根據假設（3），船上的人所看到的就是上麵所說的那種最簡單的碰撞，在碰撞後（對船而言）兩球將保持碰撞前的速度而被彈開，這個過程對於站在岸上的人來說這兩個球是以不同的速度（V＋U）和（V-U）相向碰撞的，碰撞後兩球的速度分別變為（V-U）和（V＋U）。於是就可以得出結論：兩個相同的球以不同的速度發生對心碰撞後，將彼此交換速度。惠更斯還指出，這種情形的一個特例是：一個靜止的球同一個質量相同的運動著的球碰撞後，後者立即停止，而原來靜止的球則獲得這一個速度前進。
最一般的情形是兩個質量不同、運動速度也不同的剛性球的對心碰撞。惠更斯從一個特例，即兩球的速度V1，V2和它們的質量M1，M2成反比的情況入手，再次采用假設（3），得出了最一般情況下碰撞後的速度。
特別值得指出的是，惠更斯在碰撞過程的研究中得出了許多重要的機械運動原理。他認為：“兩個物體所具有的運動量在碰撞中都可以增多或減少，但是它們的量值在同一個方向的總和卻保持不變，如果減去反方向的運動量的話。”他還指出：“兩個，三個或任意多個物體的共同重心，在碰撞前後總是朝著同一方向做勻速直線運動。”這是很完善的動量守恒律的表述。惠更斯既看到了動量數值的變化，又強調了方向的問題，實際上是把適量概念引進了物理學，從而為牛頓運動定律的提出和適量力學的建立作了概念的準備，這是物理學思想的一個重大進步。在另一個定理中，惠更斯認為：“在兩個物體的碰撞中，它們的質量和速度平方乘積的總和，在碰撞前後保持不變。”這就是完全彈性碰撞中機械能守恒定律的具體表現，後來在一個長時期內被稱為“活力守恒”。
碰撞問題的研究和動量守恒原理的發現，為建立作用和反作用準備了一定的條件，從而完成了伽利略以來為建立力學體係而作的奠基性工作。
惠更斯的《關於論碰撞作用下物體的運動》的論文在當時沒有公開發表，在他1703年逝世後遺稿才被人發現。
惠更斯是以伽利略所創建的基礎為出發點，大力發展了單擺振動理論，並把幾何學引入力的研究。
力學發展的新階段是從牛頓開始的，牛頓係統地總結了伽利略、惠更斯和開普勒等人的工作，得出了牛頓運動三定律和萬有引力定律。牛頓在1687年出版的《自然哲學數學原理》這部經典著作中，從力學的基本概念和基本定律出發，利用他所發明的微積分這一數學工具，把天體力學和地麵上的力學統一起來，創立了現代的經典力學。
惠更斯在天文學方麵有著很大的貢獻。他把大量的精力放在了研製和改進光學儀器上。當惠更斯還在荷蘭的時候，就曾和他的哥哥一起以前所未有的精度成功地設計和磨製出了望遠鏡的透鏡，進而改良了開普勒的望遠鏡。惠更斯利用自己研製的望遠鏡進行了大量的天文觀測。因此，他得到的報酬是解開了一個由來已久的天文學之謎。伽利略曾通過望遠鏡觀察過土星，他發現了“土星有耳朵”，後來又發現了土星的“耳朵”消失了。伽利略以後的科學家對此問題也進行過研究，但都未得要領。“土星怪現象”成為了天文學上的一個謎。
當惠更斯將自己改良的望遠鏡對準這顆行星時，他發現了在土星的旁邊有一個薄而平的圓環，而且它很傾向地球公轉的軌道平麵。伽利略發現的“土星耳朵”消失，是由於土星的環有時候看上去呈現線狀。以後惠更斯又發現了土星的衛星——土衛六，並且還觀測到了獵戶座星雲、火星極冠等。