在分析力學裏，保持時間不變，虛位移是符合約束條件的無窮小位移。由於任何物理運動都需要經過時間的演進才會有實際的位移，所以稱保持時間不變的位移為虛位移。
如右圖，假設一個粒子的運動軌道是x (t)，另外一條不違反約束條件的路徑是x'(t)，則在時間t_1，虛位移是\delta x=x'(t_1)-x(t_1)。
假設一個位置向量\mathbf{r}_i是廣義坐標q_1, q_2,\dots, q_N與時間t的函數，\mathbf{r}_i=\mathbf{r}_i(q_1, q_2,\dots, q_N, t)，則此位置向量的無窮小位移為
:\operatorname{d}\! \mathbf{r}_i = \frac {\partial \mathbf{r}_i}{\partial t} \operatorname{d}\!t + \sum_{j=1}^N \frac{\partial\mathbf {r}_i} {\partial q_j} \operatorname{d}\! q_j；
虛位移\delta \mathbf{r}_i為
:\delta \mathbf{r}_i = \sum_{j=1}^N \frac {\partial\mathbf{r}_i} {\partial q_j} \delta q_j。
物理系統的運動必須符合設定的約束條件，虛位移也必須符合約束條件。例如，假設一個彈珠被約束地只能移動於一個直立的圓圈。它的位置可以用角坐標\theta表示所在地點的角度。如果彈珠是在圓圈的頂端，將彈珠從高度z往上移至高度z + dz會違反約束條件，唯有可能的虛位移是將彈珠從位置\theta移至\theta + \delta\theta；這裏，\delta\theta可以是正數或負數。
特別注意，虛位移只是空間位移；時間是固定的。雖然某一數值是空間與時間的參數，當計算此數值的虛全微分時，完全不考慮時間的相關性，也就是說\delta t = 0。
參閱
*虛功
*達朗貝爾原理
*拉格朗日力學
*哈密頓力學
參考文獻
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