Гла́вные о́си ине́рции, три взаимно перпендикулярные оси, проведённые через произвольную точку $O$ твёрдого тела и обладающие следующим свойством: если точку $O$ закрепить и привести тело во вращение вокруг одной из осей инерции, то в отсутствие внешних сил (кроме силы реакции в точке закрепления) тело будет продолжать вращаться по инерции вокруг этой оси как вокруг фиксированной. Момент инерции тела для одной из осей инерции принимает максимальное значение (по сравнению с любыми другими осями, проходящими через точку $O)$, а для другой оси инерции – минимальное. Для главных осей инерции центробежные моменты инерции обращаются в нуль.

Если моменты инерции для двух главных осей инерции совпадают, то в роли главной оси инерции может выступать и любая другая прямая, проходящая через точку $O$ и лежащая в плоскости этих осей (такое тело называют динамически симметричным). Если совпадают моменты инерции для всех трёх осей, то любая прямая, проходящая через точку $O$, также является главной осью инерции тела (сферически симметричное тело). Если точка $O$ совпадает с центром масс тела, то проходящие через неё главные оси инерции называют главными центральными осями тела. Понятие «оси инерции» играет важную роль в динамике твёрдого тела.