古典力学では、重力場は物理量の一つである。 重力場はニュートンの万有引力の法則を用いて定義することができる。 この方法で決定された、質量Mの単一粒子の周りの重力場gは、すべての点で粒子の方を直接指すベクトルからなるベクトル場である。 各点における場の大きさは万有引力の法則を適用して計算され、空間内のその点における任意の物体にかかる単位質量あたりの力を表す。 力場は保存的であるため、力場に関連する空間の各点には単位質量あたりのスカラー潜在エネルギーΦが存在し、これは重力ポテンシャルと呼ばれる。 重力場の方程式は
g = F m = d 2 R d t 2 = – G M R ^ | R | 2 = – ∇ Φ {displaystyle \mathbf {g} ={frac {themathbf {F}}} である。 }{m}}={frac {}mathrm {d} ^{2} }{mathbf {R} }{mathrm {d} t^{2}}}=-GM }{left|mathbf {R} \right|^{2}}=-͈⌔⌔ᗨ｝
ここで、Fは重力、mは試験粒子の質量、Rは試験粒子の位置（または時間依存関数であるニュートンの運動第二法則の場合、試験開始時にそれぞれ空間の特定の点を占める試験粒子の位置の集合）、R̂はRの半径方向の単位ベクトル、tは時間、Gは重力定数、∇はデル演算子である。
これにはニュートンの万有引力の法則や、重力ポテンシャルと場の加速度の関係も含まれる。 なお、d2R/dt2とF/mはともに重力加速度g（慣性加速度と等価なので同じ数学形式ですが、単位質量あたりの重力として定義されます）に等しくなっています。 変位と逆行するように力が働くので、負の符号が挿入されています。 引き合う質量の質量密度ρで等価な場の方程式は次のようになります。
∇⋅ g = – ∇ 2 Φ = – 4 πρ G {displaystyle \nabla ^{2}Phi =-4}pi Grho }
この中には重力に関するガウスの法則と、重力に関するポアソンの式が含まれている。 ニュートンの法則とガウスの法則は数学的に等価であり、発散定理によって関連している。
これらの古典方程式は重力場の存在下での試験粒子の運動の微分方程式であり、すなわちこれらの方程式を設定し解くことによって試験質量の運動を決定し記述することができる。 このような場にある物体は、これらの個々の場の中で経験するであろう力のベクトル和に等しい力を経験することになる。 これは数学的には
g j (net) = ∑ i ≠ j g i = 1 m j ∑ i ≠ j F i = – G ∑ i ≠ j m i R ^ i j | R i – R j | 2 = -∑ i≠ j {displaystyle {g} {mathbf {mathbf {mathbf {mathbf {mathbf {mathbf {mathbf j}^{text{(net)}}=SUM _{ineq j} {G} i}={frac {1}{m_{j}}sum _{ineq j}} {F} _{i}=-Gsum _{iŏneq j}m_{i}{frac {}mathbf {}hat {R}}} R} _{ij}{left|mathbf {R} _{i}-̮mathbf {R} _{j} {right|^{2}}=-the-sm_{i}neq j}nabla \Phi _{i}}
