Variabilele dinamice descriu dinamica unui sistem, spre deosebire de cantitățile care caracterizează sistemul în sine, cum ar fi masa . Variabilele dinamice din mecanică includ coordonatele , impulsurile și funcțiile din ele. În alte domenii ale fizicii , pot fi utilizate și alte variabile dinamice, cum ar fi funcțiile de câmp în teoria cuantică a câmpului . Un rol important în fizică îl au invarianții dinamici ( integrale de mișcare ) - astfel de variabile dinamice care își păstrează valoarea în timpul evoluției sistemului.
În mecanica cuantică , fiecare variabilă dinamică este asociată cu un operator liniar hermitian . Valorile proprii ale acestui operator determină valorile posibile pe care le poate lua o anumită mărime fizică. Valoarea medie a operatorului pentru o stare dată prezice rezultatul măsurării unei mărimi fizice. Operatorii de mărimi fizice diferite, în general, nu fac naveta între ei. O consecință a acestui fapt este principiul incertitudinii : două mărimi fizice care nu se comută nu pot fi măsurate simultan cu o precizie arbitrar de mare.