Dans toutes les disciplines de la science et de l'ingénierie, l'accent est mis sur la détermination de ce qui se passera lorsqu'un système physique intéressant (par exemple, un bâtiment, un pont, un avion, un groupe de molécules ou même un organisme) est exposé à des influences environnementales, qui peut à son tour déclencher une réponse du système. Par exemple, si nous avons un bâtiment qui est soumis à des forces dues au poids des occupants ou à un tremblement de terre, les composants structurels du bâtiment réagiront par des déformations et des contraintes. De même, si une pièce chaude est jetée dans une grande bassine d'eau froide, la pièce se refroidira rapidement.
Les exemples ci-dessus ne sont que des cas particuliers de processus physiques dans des systèmes de matière -c'est-à-dire des changements qui se produisent dans un morceau de matière que nous l'isolons et examinons - en raison de l'interaction de ce morceau avec son environnement. Tout processus physique peut être décrit mathématiquement, ce qui signifie que nous pouvons formuler un ensemble d'expressions mathématiques qui décrivent le processus et nous permettent de spécifier comment le processus se produit dans l'espace et dans le temps.
