理论力学中对沿曲线运动的质点， 常把其加速度矢量a 分解为沿轨道的切线方向和法线方向的两个分量，如果把轨道的切线和法线也作为坐标系来看 则叫自然坐标系。

自然坐标系指用来模拟多体系统的一系列点的笛卡尔坐标或单位向量的三个笛卡尔分量。这些点往往取在运动副或感兴趣的点上， 单位向量常取在运动副的轴线或特定方向上。选用自然坐标的总原则是使点和单位向量的总数最少。