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物理力学是一个新的力学分支，具体地提出这个名词只不过几年时间；它的目的是想通过对物质的微观分析，把有关物质宏观性质的实验数据加以总结和整理，从而找出其中的规律，然后再进一步利用这些规律去预见新物质材料的宏观性质，特别是工程技术里要用的物质和材料，像动力机械的工作介质，结构里的金属和非金属材料等. 因此，它是一门为工程技术服务的技术科学.
自然，开拓一门技术科学的新领域时，我们不能够只凭主观的兴趣，更重要的是要考虑工程技术里有没有这个需要. 一直到现在，工程师们完全用经验方法来解决材料性质的问题. 例如：蒸汽的热力性能是用实验方法来量的，钢材的强度和弹性也是用材料试验机来测定的. 这是因为一方面工程师要解决的材料问题并不复杂，而实验方法用起来也很方便；另一方面，在物质的微观结构搞清楚以前，也实在没有能力来建立物质宏观性质的理论. 可是现在工程师面临着高温、高压、超高温、超高压条件下的材料问题，材料在各种放射线作用下的性能也急待解决，如果完全靠实验方法，则需要庞大的设备和长久的时间来做实验，这就有些困难；另外，由于近代物理学和化学的发展，在原子核以外，物质的微观结构已经基本上没有问题了，也就有条件来建立物理力学这门技术科学，为工程师提供一个材料性质的计算方法. 也就是说，物理力学的最终目的是：能够就工程师所提出的技术条件，“设计”出能完全满足这条件的介质和材料.
当然，一门新的学问也是有一定的继承性的，也必定有旧的已成长了的学科作为它的基础. 与物理力学尤其有密切关系的是统计力学和分子运动论这门统计物理；在化学里的量子化学和物理化学也是研究物理力学所必需的学科. 这些学科都是从物质的原子和分子结构出发，先知道了原子和分子的性质，然后用统计的方法来计算物质中千千万万原子和分子聚在一起的性质. 这正是物理力学由微观结构到宏观性质的道路，它们与物理力学的紧密关系是容易了解的.
值得注意的是：在早年的时候，物理学家和化学家之所以研究物质的宏观性质，与我们现在的目的是不相同的. 在以前，物质的微观结构还没有肯定，原子和分子论只不过是一个合理的、看起来说得通的假定，再加以像马赫、奥斯特瓦尔德之流的唯心主义者们的反动攻击，就有些人对原子和分子也抱着将信将疑的态度；物理学家和化学家为了帮助明确微观结构的概念，就研究怎样从假设的微观结构来推论出已知的宏观性质. 如果这与直接测量的结果能符合，那么假设的微观结构也就有更多的真实性. 所以在那个时代，我们可以说物理学家和化学家是用物质的宏观性质来帮助他们确定物质的微观结构. 可是现在的情形反过来了，我们已经清楚地知道了分子是由原子构成的，而原子是由一个中心非常密集的原子核和周围很稀散的电子云构成的. 这个肯定的、具体的微观结构就成了我们的可靠的出发点，这是已知的，通过统计方法我们可以推论出宏观的性质. 在这里，作为未知的是宏观性质. 所以将从前的情形和现在的情形对比，微观结构和宏观性质的已知和未知关系是恰恰反转过来了.
虽然物理力学引用了许多物理学和化学的理论，但是它并不完全是统计物理与物理化学的分支，因为基础科学不能完全解决工程技术里所提出的问题. 譬如说，在原则上我们可以用量子力学方法来算出氧原子的结构，由此推算氧分子的性质（它的大小，相互作用的力等）；但是这种计算过于繁难了. 通常我们还是靠实验测定一些容易测量的性质，例如通过氧气的黏度的测定来计算氧分子的大小、它们之间相互作用的力；用光谱测定它的振动能级，然后通过理论算出氧气的热力学函数，它的传热系数等新的、不必再由实验去测量的宏观性质. 物理力学里面的问题往往还没有氧气的问题那样简单，更不能用简单推演的方法，而要灵活地结合实验方法. 无疑的，物理力学的基础还包括一切可以利用的实验和经验数据，例如在物理学和化学手册中有关物质性质的测定数据和冶金学中从长远以来所累积的金属材料性质，以及工程材料和介质的性质等. 这就是说，研究物理力学的基本方法是理论与实验的相互结合. 自然，作为一门技术科学，它必然介于基础科学和工程技术之间，一面吸取基础科学里的规律和理论，另一面也要吸收工程技术里的经验和规律（如化工的经验规律，材料强度试验中总结出来的原则），把两方面的东西融会贯通才行.
研究物理力学的方法和研究其他技术科学的方法是一样的，在一般原则上，它和一切自然科学没有什么不同，不过特别要注意下面两点：
第一，它注重问题中机理的分析，从而认清问题的主要矛盾，也就是问题中最重要的因素，为问题制造出一个简单的模型，使模型里只包括机理里面最重要的因素. 唯有这样，才能进行分析运算. 自然，就是同一个东西，在不同情况下可以显示它本质的不同方面，因此同一东西在不同问题里可以有不同的模型. 例如：研究气体黏滞性时把分子看作各向同性相互作用的质点；但是当我们研究气体热力学函数时，又把气体分子看作具有内部结构而不光是质点了. 在深入地分析问题的机理时，也常常会发现手头资料不够，那就必须做新的实验. 因此研究物理力学必须理论和实验并重，不可偏重一面.
第二，注重运算的手段，也就是要求采用有效的数学工具. 要使工程师们能利用物理力学的成果，不能仅仅满足于原则上的解决，一定还要有数据. 计算必定要做得彻底，因而计算也就繁了，不采用高效率的运算方法，自然就很难完成这个工作.
物理力学中的问题可以分成两大类，一类是属于平衡现象的，像物态方程、比热容、化学平衡等；另一类是属于不平衡现象的，像物质的扩散、热传导、黏滞性、化学反应等. 对于第一类的平衡现象，我们用统计力学的方法去解决，而对于第二类的不平衡现象，统计力学的方法还不能完全解决问题，一般地需要用分子运动论的手法. 统计力学方法的好处在于它的一般性，它分析了物质运动的共性，由它所得到的规律不为各个物质特性所影响，不论钢材或氧气，都得遵守普遍的热力学定律. 只有把它用到热力学函数的具体计算上时才需要引入物质的特性. 正因为它的一般性，较复杂的不平衡现象就不能用统计力学的方法，而必须在一开始就引入现象的具体模型，才能进行运算. 几乎每一类现象都得分别处理，这是研究不平衡现象中的困难. 也就是这个缘故，在本书中我们将先讨论平衡现象，然后再研究不平衡现象.