Vector vận tốc được định nghĩa là tốc độ của vật cùng với hướng chuyển động. Những vật có tổng lực tác động triệt tiêu sẽ không tăng tốc và do đó di chuyển theo một đường thẳng với tốc độ không đổi; chúng có vận tốc là một hằng số. Tuy nhiên, một vật di chuyển theo đường tròn, mặc dù di chuyển với tốc độ không đổi, vẫn có sự thay đổi hướng chuyển động. Độ thay đổi vector vận tốc của vật trong trường hợp này gọi là gia tốc hướng tâm.

Gia tốc hướng tâm khác nhau phụ thuộc vào bán kính cong của quỹ đạo (R) và tốc độ (v) của vật, gia tốc tăng nếu tốc độ tăng hoặc bán kính giảm. Nếu một vật đang di chuyển theo một đường tròn với tốc độ biến thiên, gia tốc của nó có thể được chia thành hai thành phần: gia tốc hướng tâm (gia tốc làm thay đổi hướng vận tốc) và gia tốc tiếp tuyến (gia tốc làm thay đổi độ lớn vận tốc).

Độ lớn của lực hướng tâm được cho theo công thức:

F = m v 2 r {\displaystyle F={\frac {mv^{2}}{r}}}

trong đó m là khối lượng, v là độ lớn vận tốc, và r là bán kính cong của quỹ đạo.