Przy projektowaniu nowych maszyn i urządzeń często istniejący materiał doświadczalny i stan rozwoju teorii nie pozwala jeszcze przewidzieć zadowalająco ich własności. Konieczne są wtedy badania doświadczalne. Z uwagi na ich duże koszty i pracochłonność doniosłe znaczenie ma takie planowanie badań, by dawały niezbędne informacje przy najmniejszej możliwej liczbie doświadczeń i umożliwiały uogólnienie uzyskanych wyników.

Bardziej ekonomiczne, a często i bardziej efektywne jest w wielu przypadkach przeprowadzenie badań doświadczalnych na modelu, wykazującym określone cechy podobieństwa do oryginału. Dobór modelu i jego parametrów oraz przeniesienie wyników na oryginał i ich uogólnienie umożliwia teoria podobieństwa.

Dowolne zjawiska uważamy za podobne, jeśli ich opis matematyczny jest taki sam. Z tego ogólnego określenia wynika, że modelem układu mechanicznego (np. maszyny) może być zarówno podobny doń układ mechaniczny (np. taka sama maszyna w zmniejszonych wymiarach), jak i układ zupełnie innej natury np. elektryczny.

Będziemy się zajmować tylko pierwszą możliwością, objętą teorią podobieństwa dynamicznego.

Dla uzyskania podobieństwa dynamicznego konieczny jest odpowiedni dobór wielkości fizycznych, parametrów ruchu itd.

Warunki wiążące odpowiednie wielkości występujące w układach podobnych nazywane są kryteriami podobieństwa. Sprowadzają się one do wymagania równości pewnych wielkości bezwymiarowych (liczb) będących funkcjami parametrów układu.

Liczby te, jednakowe w układach podobnych, nazywane są niezmiennikami podobieństwa.

Jeśli dysponuje się równaniami opisującymi badane zjawisko, kryteria podobieństwa można otrzymać na podstawie tych równań. Można je również uzyskać, bez potrzeby znajomości wymienionych równań, w oparciu o analizę wymiarową.

Analiza wymiarowa jest podstawowym narzędziem matematycznym teorii podobieństwa.

Metody torii podobieństwa, oparte na analizie wymiarowej dają możność nie tylko ustalania kryteriów podobieństwa, a więc warunków badań modelowych. Umożliwiają również wyprowadzanie i sprawdzanie struktury wzorów fizycznych, ustalanie najmniejszej liczby zmiennych niezależnych w zagadnieniu, a przez co właściwe planowanie badań i uogólnienie ich wyników.