사고 실험은 실제 상황에서 적용하기 힘든 물리적 상황인 경우에 대하여, 우리가 이해한 물리적 특성을 바탕으로 실제 상황을 예측하는 것이다. 가장 유명한 실험은 관성에 관한 사고실험이다. 물체가 어떤 높이에서 떨어질 경우, 물체의 운동은 그 높이에 올라갈 때까지 멈추지 않는다. 이를 점점 더 경사각을 내려, 물체가 평평할 경우 물체는 무한히 운동한다는 것이다. 이 사고 실험을 바탕으로 뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙이 나왔다.