Já dissemos que a velocidade é uma grandeza vetorial. Ela pode ser obtida a partir do vetor posição de uma maneira análoga ao descrito anteriormente para o caso unidimensional.

O vetor velocidade média nada mais é do que a relação

,

onde é o vetor deslocamento entre os instantes de tempo t₂ e t₁ e é o intervalo de tempo decorrido.

A velocidade instantânea é dada por

ou, em termos da linguagem de derivada,

As componentes x, y e z do vetor velocidade são dadas então por

,

,

.

Da definição

,

vemos que a velocidade é tangente à trajetória.