在时间是常数下,虚位移[1]是系统坐标的无穷小改变。因为任何物理运动需要经过时间改变才能有真实的位移, 所以称时间不变的位移为虚位移。
假定一个位置矢量 是广义坐标与时间 的参数。则此位置矢量的全微分可以表示为
。 如果, 我们求的是虚位移, 那么
。 在分析力学里, 虚位移的概念, 只有在讨论到一个运动受到约束的物理系统时, 才会有意义。虚位移是无穷小位移 的特别状况。在满足系统约束的前提下, 一个虚位移 是位置坐标的一个无穷小改变。
例如，假设一个弹珠被约束地只能移动于一个直立的圆圈。它的位置可以用角坐标 表示所在地点的角度。如果弹珠是在圆圈的顶端, 将弹珠从高度 往上移至高度 是一个可能的无穷小位移; 但是, 这样做会违反约束。唯有可能的虚位移是将弹珠从位置 移至 ; 这里, 可以是正数或负数。
特别注意, 虚位移只是空间位移；时间是固定的。虽然某一数值是空间与时间的参数, 当计算此数值的虚全微分时, 完全不考虑时间的相依性, 也就是说 。