Trong vật lý, bậc tự do là một tham số vật lý độc lập trong mô tả chính thức về trạng thái của một hệ thống vật lý. Tập hợp tất cả các trạng thái của một hệ thống được gọi là không gian pha của hệ thống và mức độ tự do của hệ thống, là các kích thước của không gian pha.Vị trí của một hạt trong không gian ba chiều đòi hỏi ba tọa độ vị trí. Tương tự, hướng và tốc độ mà một hạt di chuyển có thể được mô tả theo ba thành phần vận tốc, mỗi thành phần tham chiếu đến ba chiều của không gian. Nếu sự tiến hóa thời gian của hệ thống là xác định, trong đó trạng thái ngay lập tức xác định duy nhất vị trí và vận tốc trong quá khứ và tương lai của nó là một hàm của thời gian, thì hệ thống đó có sáu bậc tự do. Nếu chuyển động của hạt bị giới hạn ở số lượng kích thước thấp hơn, ví dụ, hạt phải di chuyển dọc theo dây hoặc trên một bề mặt cố định, sau đó hệ thống có ít hơn sáu độ tự do. Mặt khác, một hệ thống với một vật thể mở rộng có thể xoay hoặc rung có thể có hơn sáu độ tự do.Trong cơ học cổ điển, trạng thái của một hạt điểm tại bất kỳ thời điểm nào thường được mô tả với tọa độ vị trí và vận tốc trong hình thức Lagrangian, hoặc với tọa độ vị trí và động lượng trong hình thức chính thống Hamilton.Trong cơ học thống kê, một mức độ tự do là một số vô hướng duy nhất mô tả microstate của một hệ thống.[1] Đặc điểm kỹ thuật của tất cả các microstate của một hệ thống là một điểm trong không gian pha của hệ thống.Trong mô hình chuỗi lý tưởng 3D trong hóa học, hai góc cần thiết để mô tả sự định hướng của mỗi monome.Nó thường hữu ích để xác định bậc tự do bậc hai. Đây là các mức độ tự do đóng góp trong một hàm bậc hai cho năng lượng của hệ thống.