洛伦兹变换是观测者在不同惯性参照系之间对物理量进行测量时所进行的转换关系，在数学上表现为一套方程组。洛伦兹变换因其创立者——荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹而得名。洛伦兹变换最初用来调和19世纪建立起来的经典电动力学同牛顿力学之间的矛盾，后来成为狭义相对论中的基本方程组。

洛伦兹变换（Lorentz transformation）是狭义相对论中关于不同惯性系之间物理事件时空坐标变换的基本关系式。设两个惯性系为S系和S′系，它们相应的勒内·笛卡尔坐标轴彼此平行，S′系相对于S系沿x 方向运动，速度为v，且当时，S′系与S系的坐标原点重合，则事件在这两个惯性系的时空坐标之间的洛伦兹变换为，，，，式中,；c为真空中的光速。不同惯性系中的物理定律必须在洛伦兹变换下保持形式不变。

在相对论以前，亨德里克·洛伦兹从存在绝对静止以太的观念出发，考虑物体运动发生收缩的物质过程得出洛伦兹变换。在亨德里克·洛伦兹理论中，变换所引入的量仅仅看作是数学上的辅助手段，并不包含相对论的时空观。阿尔伯特·爱因斯坦与洛伦兹不同，以观察到的事实为依据，立足于两条基本原理：相对性原理和光速不变原理，着眼于修改运动、时间、空间等基本概念，重新导出洛伦兹变换，并赋予洛伦兹变换崭新的物理内容。在狭义相对论中，洛伦兹变换是最基本的关系式，狭义相对论的运动学结论和时空性质，如同时性的相对性、长度收缩、时间延缓、速度变换公式、相对论、多普勒效应等都可以从洛伦兹变换中直接得出。

19世纪后期建立了麦克斯韦方程组，标志着经典电动力学取得了巨大成功。然而麦克斯韦方程组在经典力学的伽利略变换下并不是协变的。

由麦克斯韦方程组可以得到电磁波的波动方程，由波动方程解出真空中的光速是一个常数。按照经典力学的时空观，这个结论应当只在某个特定的惯性参照系中成立，这个参照系就是以太。其它参照系中测量到的光速是以太中光速与观察者所在参照系相对以太参照系的速度的矢量叠加。然而1887年的迈克耳孙-莫雷实验测量不到地球相对于以太参照系的运动速度。1904年，亨德里克·洛伦兹提出了洛伦兹变换用于解释迈克耳孙-莫雷实验的结果。根据他的设想，观察者相对于以太以一定速度运动时，长度在运动方向上发生收缩，抵消了不同方向上由于光速差异，这样就解释了迈克耳孙-莫雷实验的零结果。

洛伦兹变换是狭义相对论的数学基矗它是人类创造的数学符号（概念）之间的逻辑联系的推演结果，并不涉及所包含的概念与经验客体之间的关系。作为数学推演的结果，它几乎是“完美的”，然而将它不恰当的用来规定客观世界的演变时，客观世界就被扭曲成奇形怪状。这种数学推演可以是多途径的，多结果的。阿尔伯特·爱因斯坦先生在《狭义与广义相对论浅说》一书中提出了他的推演方法。下面的推演方法——旋转时空坐标法，可以得到两种结果。作为一种智力游戏，或曰脑力操，介绍给读者，愿你度过一段愉快的思考时间。

按照爱因斯坦相对论，当我们用虚量来代替通常的时间坐标后，时间坐标的作用就与三个空间坐标的作用完全一样地进入自然界定律中，在形式上，这四个坐标就与欧几里得几何学中的三个空间坐标完全相当，爱因斯坦的时空几何公式看来就跟欧几里得几何公式一样美好。由此，我们能得到狭义相对论中两个伽利略坐标系之间时空量值的变换方程——洛伦兹变换。

狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参照系(S和S')之间的坐标变换，若S系的坐标轴为x、y 和z，S'系的坐标轴为为了简单, 让轴分别平行于轴, S'系相对于S系以不变速度υ沿x轴的正方向运动，当时, S和S'系的原点互相重合。同一个物理事件在 S系和S'系中的时空坐标由下列关系式相联系

其中с是真空中的光速。这个关系式称为亨德里克·洛伦兹变换。它反映了空间和时间的密切联系，是狭义相对论中最基本的关系。由这个式子可以导出狭义相对论的许多重要结果，例如长度收缩、时间变慢、同时性的相对性和速度相加定律等等。如果速度υ比光速с小很多，而且被观察的物体的运动速度也比光速小很多，那么洛伦兹变换就与伽利略变换近似一样。因而，对于日常的力学现象，使用伽利略变换就可以了。然而，对于运动物体的电磁现象，虽然物体的运动速度比光速小很多，但由于电磁相互作用的传播速度是光速，所以仍必须使用洛伦兹变换。

亨德里克·洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz)，1853年7月18日出生于荷兰阿纳姆附近。

1870年考入莱顿大学学习数学和物理学。

1875年获得博士学位。25岁起任莱顿大学理论物理学教授。

1880年洛伦兹以很高的精度测定了热功当量，得到的结果是。

1881年他根据霍耳效应解释了磁致旋光现象，推导出罗兰磁致旋光方程与詹姆斯·麦克斯韦旋光方程等价。洛伦兹最重要的贡献是补充和发展了经典电磁理论

1896年创立了经典电子论，很好地解释了物质中的一系列电磁现象以及物质在电磁场中运动的一些效应。

1896年亨德里克·洛伦兹的学生塞曼发现了原子光谱在磁场中的分裂现象，即塞曼效应。随后洛伦兹利用经典电磁理论解释了正常塞曼效应。

由于在磁光效应方面的发现，洛伦兹与塞曼共同获得1902年的诺贝尔物理学奖。除此之外，洛伦兹还确定了电子在磁场中所受的力，即“洛伦兹力”。

1904年为解释迈克耳孙-莫雷实验的结果，洛伦兹提出了洛伦兹变换和质量与速度关系式，使麦克斯韦方程组从一个惯性系变换到另一个惯性系时能够保持不变，为阿尔伯特·爱因斯坦创立狭义相对论奠定了基础。

1928年2月4日，亨德里克·洛伦兹在哈勒姆逝世。在葬礼当天，荷兰全国电讯、电话中止3分钟，以哀悼位享有盛誉的科学家。爱因斯坦在悼词中称洛伦兹是“我们时代最伟大、最高尚的人。”为纪念洛伦兹的贡献，荷兰政府决定从1945年起把每年他的生日那天定为“洛伦兹节”。