Ilustración de los referenciales de laboratorio, geocéntrico y heliocéntrico.
La representación más común de un sistema de referencia es el sistema de referencia cartesiano (Oxyz). Se trata de un sistema de tres ejes ortogonales (X, Y, Z) definidos en un punto O elegido arbitrariamente. También se denomina sistema de referencia Oxyz.
Puede utilizarse para localizar cualquier punto u objeto en el espacio utilizando sus coordenadas (x, y, z).
Entre la infinidad de marcos de referencia existentes, los más utilizados son :
Se distingue entre sistemas de referencia galileanos (o inerciales) y no galileanos (o no inerciales).
En un sistema de referencia galileano, se aplica el principio de inercia: un cuerpo que no está sometido a ninguna fuerza está inmóvil o en traslación rectilínea uniforme. En otras palabras, el sistema de referencia no está acelerado (no acelera, no frena, no gira, etc.).
Para el estudio del movimiento de un cuerpo localmente y durante un periodo de unos segundos, el sistema de referencia del laboratorio podría considerarse inercial. En muchos casos, sin embargo, se preferirá el sistema de referencia geocéntrico o heliocéntrico.