分子などの粒子はその質量中心を通る軸のまわりに回転運動をする．あるいはその粒子を構成する粒子（分子の場合は原子）の運動は粒子系全体の質量中心の並進運動とそれを通る軸まわりの回転運動，その並進・回転座標系での粒子運動（振動運動）に分けることができる．この回転運動は粒子（質量mi）の回転軸からの垂直距離をxiとするとき\(I = \sum {{m_i}x_i^2} \)の慢性モーメントによって支配される．二原子分子の場合，エネルギーは\[{E_j} = \frac{1}{{2I}}J(J + 1){\left( {\frac{h}{{2\pi }}} \right)^2}(J = 0,1,2, \cdots )\]の状態をとる．（h：プランク定数）
剛体の絶対空間に対して方向を変える運動．任意の平面運動は，各瞬間ごとの回転運動の合成である．