在物理學中，力與加速度之間的關係可以通過牛頓第二定律來描述。牛頓第二定律表明，力和加速度是瞬時作用規律，它們同時產生、同時變化、同時消逝。具體來說，F=ma是一個矢量方程，其中F是物體所受的合外力，m是物體的質量，a是物體的加速度。這個方程表明，加速度的大小與合外力成正比，與物體的質量成反比。同時，加速度的方向與合外力的方向相同。
在套用牛頓第二定律時，需要規定一個正方向。凡是與這個正方向相同的力或加速度均取正值，反之則取負值。通常，可以將加速度的方向規定為正方向。此外，如果物體在一個平面內運動，可以根據力的獨立作用原理將物體所受的各力正交分解，在兩個互相垂直的方向上分別套用牛頓第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may，其中Fx和Fy分別是物體在x方向和y方向上所受的合外力，mx和my分別是物體在x方向和y方向上的質量，ax和ay分別是物體在x方向和y方向上的加速度。