动量、能量和角动量守恒定律比之牛顿定律有着更广泛的适用范围，在一些牛顿定律不再适用的物理现象中，它们仍然保持正确。这说明这些守恒定律有着更普遍更深刻的基础。现代物理学已经确认这些基本量是和自然界的普遍属性——时空对称性联系在一起的。
    对称性又叫不变性。外尔（H. Weyl）对此所作的定义是，如果我们对一件东西可以做某些事情，使得事情过后这件东西仍旧和以前一样，我们就叫这件东西是对称的。例如一本书，我们把它平移一下，它不会发生什么变化，于是我们就叫这本书对平移操作来说是对称的，或者说是不变的。同样，物理定律在某种变换下的不变性也称为物理定律的对称性。

人们发现，任一给定的物理实验或物理现象的发展变化过程，是和此实验所在的空间位置无关的，亦即换一个地方做实验，其进展过程也完全一样。这个事实叫做空间均匀性，也叫空间平移对称性。动量守恒定律就是这种对称性的表现。又如任一给定的物理实验的发展过程和此实验装置在空间的取向无关，亦即把实验装置转换一个方向，并不影响实验的进展过程。这个事实叫做空间转动对称性，也叫空间的各向同性。角动量守恒定律就是这种对称性的表现。又如任一给定的物理实验的进展过程和此实验开始的时间无关，亦即早些开始做，还是迟些开始做，甚至现在开始做，此实验的进展过程也是完全一样的。这个事实叫做时间均匀性，也叫时间平移对称性。能量守恒定律就是时间均匀性的表现。由于物理定律具有某种对称性，就以相应的方式限制了物理定律。例如，物理定律在时间平移、空间平移和转动下的不变性要求对物质系统的运动作出限制，这些限制就是系统在运动中必须遵从的能量守恒、动量守恒和角动量守恒等定律

显然，动量、角动量、能量守恒定律所涉及的变换都是时空性质上的变换，称为时空对称性。而粒子物理学的发展又揭示了微观粒子的许多内部对称性，及其对应的内禀物理量的守恒定律，如：宇称守恒、轻子数守恒、重子数守恒等。

不论是宏观世界的外部时空，还是微观粒子的内禀性质，它们对应的物理定律的对称性（不变性）普遍都是以公理性假设出现的，它们不能用严格的方法证明，只能用由它们得出的结论与事实的一致来说明。

根据对称性和守恒定律的分析，可以揭示出基本粒子的属性和粒子间相互作用的性质，而一旦某种对称性遭到破坏（称为对称性破缺），那必是有了新的发现。如：太阳表面的黑子破坏了太阳的绕球心的旋转对称性，人们通过观察黑子的运动判断太阳是有自转的。

从一定意义上来说，运动的多样性的一个重要表现是自然界同时显现出多种不同类型的对称性。这些对称性互相交织在一起，在演化过程中不断有对称性发生破缺，同时往往又显现出新的对称性来。研究自然现象中显现的各种对称性，研究它们产生和破缺的演化规律，是人们认识自然规律的一个重要方面。