当物体在真空中只受到重力作用时，它将做自由落体运动。自由落体是指只受到重力作用物体做的垂直向下的运动。自由落体运动的规律是利用自由落体公式来描述，即S=V0t 1/2gt2，其中S是物体的下落距离，V0是物体下落时的初速度，g是重力加速度9.8m/s2，t是时间。
通常情况下，自由落体运动所受的空气阻力很小，忽略不计。因此，自由落体正好符合牛顿运动三定律，即物体的加速度与物体质量无关，这也是所有物体做自由落体运动的重要规律。
自由落体运动在生活中有很多应用，比如建筑物施工时需要用到自由落体运动定位，游泳运动员训练中也需要利用自由落体训练下潜距离和时间，甚至在人类登月探索中也利用自由落体来实现阿波罗号着陆月球。