牛頓是經典力學理論的集大成者。牛頓力學的建立是科學史上的一次重大變革，這標誌著近代理論自然科學的形成，並成為其他自然科學的基礎。
牛頓力學的建立是以其他科學家的研究為基礎的，尤其是伽利略與開普勒的觀點，對牛頓的力學有著重要的影響。
伽利略通過對自由落體的研究，發現了慣性運動和在重力作用下的勻加速運動，為牛頓第一定律和第二定律奠定了基礎。伽利略關於拋物體運動定律的發現，對牛頓萬有引力的學說也有一定的啟發作用。
天文學家開普勒發現的行星運動定律則是牛頓萬有引力學說產生的依據。1609年，開普勒的《新天文學》出版，揭示了太陽係行星運動的兩條基本定律：行星運動第一定律：行星的軌道是橢圓形的，太陽在橢圓的一個焦點上。行星運動第二定律：在相等的時間內，行星和太陽的連線所掃過的麵積相等，也稱為麵積定律。
後來，開普勒又發現了行星運動第三定律：太陽係中任何兩顆行星公轉周期的平方比等於它們軌道半徑的立方比，亦稱周期定律。
行星運動三定律的發現，揭示了整個太陽係的運動圖景。由於開普勒的發現，使太陽係成為一個嚴格按照確定規律運行的力學係統。因此，西方人把開普勒稱為“天空立法者”。
牛頓認為物體內部的力才使物體能夠運動，也就是今天我們所知的慣性原理。在笛卡兒的著作中，他還發現了兩個沒有完全解答的難題：碰撞力學和圓周運動力學，它們成了牛頓研究的中心。
牛頓以力的新概念為基礎，直接進入了對碰撞的研究與分析。笛卡兒分析碰撞時根據的是運動物體內部的力，他稱為“物體運動的力”。而牛頓則認為：物體運動的力，與物體承受某種外力作用一定有著密切聯係。
這是對力的新看法，它將物體看成是作用於它之上的外力的被動物，而不是碰撞在其他物體上的力的主動載體。
牛頓經過20多年的細心鑽研，從這一點出發，最後得出了他自己的全部動力學理論。
牛頓為了寫《原理》，首先要研究動力學，在完成《論軌道物體的運動》之後的六個月時間，他對這方麵投入了大量精力。
牛頓動力學的關鍵在於內在力與外加力的密切聯係，為了把它們解釋清楚，牛頓後來又對“物體內在固有的基本力”和“物體被迫承受外加到物體上的力”進行了研究。
在17世紀，牛頓就已經得出物質與運動沒有多大關係。萊布尼茨後來爭辯說，如果物質完全與運動無關，任何力都可以賦予物體任何速度，那麼也就不可能有定量的動力學科學。這個時候，牛頓沒有再提出什麼基本原理，顯然他是讚同這個觀點的。
於是，牛頓的動力學還是集中在內在力與外加力的相互作用上。他在《論軌道物體的運動》中確定了兩種力的關係，後來，又一條運動定律出現，即現在稱為的第三定律。
牛頓所要解決的笛卡兒的第二個問題，也就是圓周運動涉及的力學很複雜，可能會強化他原來關於物體內部力的觀點。遵循這一觀點和以往的經驗，牛頓同意做圓周運動的物體總是努力退離中心，就像繩子上的石頭在旋轉時總是拉著繩子。
這種要退離的努力好像是運動物體內部傾向，是保持物體運動的內部力做圓周運動時的表現。為了對這種退離傾向進行測量，牛頓運用了碰撞理論分析。
物體退離中心的力，惠更斯則認為是“離心力”。離心力公式使牛頓可以解決他在伽利略的《對話》中發現的問題。在一次辯論中，他提出了這樣的觀點：“地球的旋轉之所以不把物體拋向空中，是因為物體的重力，即降落物體的加速度大於旋轉產生的離心力。”