Число ступенів свободи дорівнює мінімальній кількості таких змінних, необхідної для повного опису стану системи. Наприклад, положення математичного маятника можна характеризувати як кутом повороту навколо осі, так і двома координатами положення матеріальної точки щодо осі.
Наступне поширене пояснення звучить так: число ступенів свободи – Це різниця числа спостережень та числа оцінених параметрів. При використанні одновибіркового t-критерію ми оцінили один параметр – середнє значення в генеральній сукупності, використовуючи n елементів вибірки, отже, df = n-1.
Кожен незалежний рух називається ступенем свободи. Таким чином, одноатомна молекула має 3 поступальні ступеня свободи, «жорстка» двоатомна молекула має 5 ступенів (3 поступальні та 2 обертальні), а багатоатомна молекула – 6 ступенів свободи (3 поступальні та 3 обертальні).
Тіло, нічим не обмежене у русі, називається вільним. Рух вільного тіла можливо у трьох основних напрямках- вздовж осей координат, і навіть обертання навколо цих трьох осей, тобто. тіло має 6 ступенів свободи руху.