Ένα διάνυσμα είναι μια οπτική αναπαράσταση ενός φυσικού μεγέθους που έχει και μέγεθος και κατεύθυνση. Η διανυσματική φυσική είναι η μελέτη των διαφόρων δυνάμεων που ενεργούν για να αλλάξουν την κατεύθυνση και την ταχύτητα ενός σώματος σε κίνηση. Τα μαθηματικά εργαλεία της διανυσματικής ανάλυσης παρέχουν ένα χρήσιμο μέσο για την παρατήρηση της αλληλεπίδρασης των φυσικών δυνάμεων στο φυσικό σύμπαν και για την πρόβλεψη της επίδρασης που θα έχουν αυτές οι δυνάμεις στην ύλη σε κίνηση.
Τα διανύσματα συμβολίζονται με βέλη διαφορετικού μήκους. Το σχετικό μήκος κάθε βέλους αντιπροσωπεύει το μέγεθός του, το οποίο μπορεί να είναι η ταχύτητα ή οποιαδήποτε άλλη δύναμη που μπορεί να μετρηθεί. Κάθε βέλος έχει μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η οποία συμβολίζεται σε ένα καρτεσιανό επίπεδο χρησιμοποιώντας τους γεωγραφικούς άξονες Βορρά, Νότου, Ανατολής και Δύσης. Η ουρά κάθε διανύσματος ξεκινά από τις καρτεσιανές συντεταγμένες του (0,0) και η θέση της κεφαλής ή του βέλους υποδηλώνει την αντίστοιχη κατεύθυνσή του.
Τα εργαλεία διανυσματικής ανάλυσης παρέχουν ένα μέσο με το οποίο μπορούμε να προβλέψουμε τις προκύπτουσες αλλαγές τόσο στο μέγεθος όσο και στην κατεύθυνση ενός σώματος που επηρεάζεται από εξωτερικές δυνάμεις. Για παράδειγμα, ένα αεροπλάνο που κατευθύνεται προς Βορρά με ταχύτητα 100 mph (160.93 kph) θα υποστεί τελικά αλλαγή τόσο στην ταχύτητα όσο και στην κατεύθυνση εάν συναντήσει άνεμο 25 mph (40.23 kph) από τη Δύση. Η προκύπτουσα κατεύθυνση και η ταχύτητα του επιπέδου μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας διανύσματα που σχεδιάζονται σε κλίμακα.
Η διανυσματική ανάλυση και ανάλυση σχεδιάζονται συνήθως σε ένα διάγραμμα αξόνων XY, έτσι ώστε σε κάθε διάνυσμα να μπορεί να αποδοθεί εύκολα μια κατεύθυνση και να αποδοθεί το κατάλληλο μέγεθος. Η διανυσματική ανάλυση διεξάγεται για να προσδιοριστεί η προκύπτουσα ή καθαρή επίδραση σε ένα σώμα από μία ή περισσότερες δυνάμεις που ενεργούν για να αλλάξουν την κίνηση και την κατεύθυνσή του. Η επίλυση προβλημάτων διανυσματικής φυσικής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους.
Απλά διανυσματικά προβλήματα φυσικής μπορούν να επιλυθούν κατασκευάζοντας ένα παραλληλόγραμμο από καθένα από τα δύο διακριτά ευθύγραμμα τμήματα που απεικονίζονται σε ένα καρτεσιανό επίπεδο. Παρόμοιες διακεκομμένες γραμμές που αναπαράγονται από καθένα από τα ξεχωριστά διανύσματα προστίθενται και σχεδιάζεται μια γραμμή στο αντίθετο άκρο του κατασκευασμένου παραλληλογράμμου. Η γραμμή που σχεδιάζεται συμβολίζει την προκύπτουσα κατεύθυνση και το μέγεθος του σώματος πάνω στο οποίο έχουν ενεργήσει οι άλλες δυνάμεις για να αλλάξουν την κατεύθυνση και την ταχύτητά του.
Η διανυσματική φυσική ασχολείται με τη σχέση μεταξύ των δυνάμεων που δρουν η μία πάνω στην άλλη είτε πρόκειται για μεγάλα σώματα σε κίνηση είτε για σωματίδια που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε υποατομικό επίπεδο. Η επίλυση πιο πολύπλοκων διανυσματικών προβλημάτων μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας αλγεβρικές ή τριγωνομετρικές μαθηματικές εξισώσεις που υπολογίζουν την πρόσθεση ή το γινόμενο των διαφόρων διανυσμάτων. Μία από τις πρώτες εφαρμογές της διανυσματικής ανάλυσης ήταν η χρήση της για την ακριβή περιγραφή της σχέσης μεταξύ εκπεμπόμενων ηλεκτρικών και μαγνητικών δυνάμεων, ένα κεντρικό συστατικό της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού, που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Σκωτσέζο φυσικό James Maxwell Clerk τον 19ο αιώνα.