角动量守恒定律是物理学的普遍定律之一。在经典力学中，它反映的是质点或质点系在系统具有空间旋转不变性时运动的普遍规律：在量子力学中，它体现为薛定谔方程（或哈密顿量）在空间旋转下的不变性。定律指出，在经典力学中，对于选定参考点，当系统不受外力作用或所受诸外力的合力矩始终等于零时，系统的总角动量将保持恒定。用数学表达式表述，即当合外力矩M=dL/dt=0时，角动量L=r×p为常矢量。

在经典力学中，对于选定参考点，当系统不受外力作用或所受诸外力的合力矩始终等于零时，系统的总角动量将保持恒定。

由于单质点是质点系的特殊情况，以下直接说明质点系角动量定理与角动量守恒定律。

在惯性系中，质点系相对于同一参考点的角动量 之和，定义为质点系相对点的角动量 ，即有

将各质点所受内力相对于点的力矩之和记作，各质点所受外力相对于点的力矩之和记作，联立上式与质点角动量定理，便有

由于一对作用力与反作用力相对于同一参考点力矩之和为零，故有

得到

即质点系各质点所受外力相对于同一参考点的力矩之和等于质点系相对于此参考点角动量随时间的变化率，这就是质点系角动量定理。

据质点系角动量定理，可得

若过程中（或或）恒为零，则过程中（或或）为守恒量。

这就是质点系角动量守恒式和质点系角动量分量守恒式。

以宏观物体为考察对象的质点系，质点系角动量守恒式是角动量定理的一个推论。物理学进一步研究发现，任何物质系统若是演变过程中恒为零，那么系统角动量必定守恒，这就是普遍的角动量守恒定律。

非惯性系中同样可引入运动质点相对某参考点的角动量，其和构成质点系角动量。非惯性系中质点除受真实的内力与外力，还有附加的惯性力。将各质点惯性力相对同一参考点的力矩之和记为，非惯性系中质点系的角动量定理便是

据非惯性系中质点系的角动量定理，可得

角动量守恒思想的萌芽可以追溯到约翰内斯·开普勒于1609年在《新天文学》中提出行星运动第二定律（面积定律）：行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积。 这本质是角动量守恒在中心力场中的体现，但开普勒仅基于第谷的观测数据归纳出几何规律，未涉及力学解释。随后，艾萨克·牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》中，从运动定律和万有引力定律出发，严格证明了开普勒面积定律。 他将开普勒的观测规律上升为力学定理；隐含角动量守恒思想（尽管未使用“角动量”一词），并指出其普适性：任何有心力场中角动量均守恒。在此基础上，丹尼尔·伯努利于1746年首次明确将面积定律表述为守恒原理：“在有心力作用下，面积速度是守恒量”，将牛顿的证明推广到更一般的力学系统。此后，莱昂哈德·欧拉于1750年代建立刚体动力学，引入力矩（）和转动惯量概念，给出角动量定理的现代形式：，明确角动量守恒条件：当时守恒,将角动量守恒从行星运动拓展到刚体旋转与一般质点系。至1852年，威廉·兰金在《应用力学手册》中首次引入“角动量”（angular momentum） 一词，取代了“转动动量”“动量矩”等旧称。 最终，埃米·诺特于1918年提出诺特定理，揭示空间旋转对称性（各向同性）等价于角动量守恒，将角动量守恒从经验定律上升为时空对称性的必然结果，成为理论物理的基石。

角动量守恒定律可以用来解释行星、卫星等天体运动的规律。

例 设想宇宙空间中有一巨大的球状气团，形成的初期因与其他天体相互作用，获得沿某直径轴方向的角动量，而后若无其他天体作用，此团气体有可能演化成如银河系那样的圆盘状旋转结构，试定性说明之。

解 球状气团内含质量巨大，在万有引力作用下有向中心聚集的趋势.聚集过程中绕转轴角动量守恒，使旋转角速度增大.取随系统一起旋转的非惯性系，离心力随之增大，离轴越远，离心力越大.在赤道面附近离轴远处，当离心力可与万有引力抗衡时，便不再朝中央聚集。赤道面两侧，离心力方向与赤道面平行，万有引力有指向赤道面的分力，物质向赤道面聚集，近轴处聚集的物质层最厚、如此的演化过程，有可能使气团形成类似银河系那样的圆盘状旋转结构。

在机械设计和分析中，角动量守恒定律用于计算和分析旋转物体的运动和行为。

例 水平大圆盘绕着过中心竖直轴以恒定的角速度旋转，盘面上有一质量为的小球从中心出发，沿着阿基米德螺线的轨道运动。已知过程中小球相对点的角动量是个守恒量，试求小球所受真实力的角向分量和径向分量。

解 由，得

圆盘系中受合力为,

力的角向分量为,

力的径向分量为.

小球相对点角动量守恒，要求角向力为零，即有，可得·

径向力应合成, 即有

将等带入后得

泡利于1931年根据角动量守恒定律推测自由中子衰变时有反中微子产生，1956年为实验所证实。

例 自由中子（静止）衰变为质子、电子和反中微子：。已知所有粒子自旋均为。若衰变产物仅有质子（）和电子(），是否满足角动量守恒？

解 考虑初态角动量，静止中子的自旋角动量。如果没有反中微子的存在，质子自旋为或，电子自旋为或。如果质子与电子自旋反向，总角动量 ，如果质子与电子自旋同向，总角动量。两种情况都不满足角动量守恒。