Pământul completează o revoluție completă în jurul Soarelui, la 360 de grade (2π radiani), la fiecare 365.24 zile. Aceasta înseamnă că unghiul format de o linie imaginară care leagă Pământul de Soare se modifică cu puțin mai puțin de 1 grad (π/180 radiani) pe zi. Oamenii de știință folosesc termenul de viteză unghiulară pentru a descrie mișcarea unei astfel de linii imaginare. Accelerația unghiulară a unui obiect este egală cu viteza cu care se modifică această viteză.
Accelerația unghiulară depinde de punctul de referință ales. O linie imaginară care leagă Pământul de Soare își schimbă viteza unghiulară mult mai lent decât o linie imaginară care leagă Pământul de centrul galaxiei. Când se discută despre accelerația unghiulară, nu există nicio cerință ca obiectul în cauză să se deplaseze pe o cale completă în jurul punctului de referință. Se poate discuta despre schimbarea vitezei unghiulare a unei mașini în raport cu alta sau a unui atom de hidrogen care vibra în raport cu atomul de oxigen mai mare dintr-o moleculă de apă.
În jargonul fizicii, accelerația este întotdeauna o mărime vectorială, indiferent dacă este liniară sau unghiulară. Dacă o mașină care se deplasează la dreapta cu o viteză de 33 de picioare/secundă (10 m/s) trântește frânele pentru a se opri după 2 secunde, un om de știință ar descrie accelerația liniară medie a mașinii ca ft/s2 (m/s2). Când se descrie accelerația unghiulară, mișcarea în sens invers acelor de ceasornic este considerată pozitivă, iar rotația în sensul acelor de ceasornic este negativă.
Oamenii de știință folosesc litera greacă alpha, α, pentru a desemna accelerația unghiulară. Prin convenție, vectorii sunt îngroșați, iar valorile lor scalare sunt notate folosind fonturi fără caractere aldine. Astfel, α se referă la mărimea sa. Accelerația unghiulară poate fi scrisă în componente ca a, b, c>, unde a este accelerația unghiulară în jurul axei x, b este accelerația în jurul axei y și c este accelerația în jurul axei z.
Toate mărimile liniare folosite pentru a descrie obiecte sau sisteme în mecanica newtoniană au analogi unghiulari. Versiunea unghiulară a celebrului F=ma a lui Newton este τ = Iα, unde τ este cuplul și I este momentul de inerție pentru sistem. Aceste ultime două mărimi sunt echivalentele unghiulare ale forței și, respectiv, masei.
În anumite setări, accelerația unghiulară a unui sistem în jurul unei axe este legată de accelerația liniară a sistemului prin spațiu. De exemplu, distanța pe care o rotește o minge într-un anumit timp este legată de cât de repede se rotește suprafața ei exterioară în jurul centrului său, atâta timp cât se presupune că mingea nu derapează sau alunecă. Astfel, viteza liniară a bilei, s, trebuie raportată la viteza unghiulară ω prin formula s=ωr, unde r este raza bilei. Prin urmare, mărimea accelerației liniare trebuie să fie legată de α prin a= αr.