垂直轴定理（也叫正交轴定理）是一个物理学定理，可以用来计算一片薄片的转动惯量。

思考一个直角坐标系，其中两个坐标轴都包含或平行于此薄片；如果已知此薄片对于这两个坐标轴的转动惯量，则垂直轴定理可以用来计算薄片对于第三个坐标轴的转动惯量。对一薄片建立空间直角坐标系，使此薄片位于xoy平面上．令Jx、Jy、Jz分别为此薄片对于x、y、z轴的转动惯量，则有Jz=Jx+Jy。