Симметрия (от греч. symmetria — соразмерность) — это однородность, пропорциональность и инвариантность структуры объектов и их свойств относительно соответствующих преобразований. Различают следующие виды симметрии: геометрические, динамические и калибровочные.
Геометрическая симметрия — это неизменность геометрических фигур относительно тех или иных преобразований.
Динамическая симметрия — это инвариантность того или иного процесса относительно изменения условий его протекания. Например, планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Траектория и скорость движения планет зависят от их массы, массы Солнца и расстояния между ними, т. е. зависят от силы тяготения.
Калибровочная симметрия — это независимость величин относительно изменения начала отсчета или масштаба измерения. Например, считается, что для того, чтобы поднять груз с первого этажа на пятый, надо затратить столько же энергии, сколько потребуется для его подъема с пятого этажа на десятый.
Изучение симметрии природных объектов имеет большое значение для естествознания, так как это один из способов сведения многообразия окружающего мира к ограниченному набору закономерностей. Например, если установлено, что любые два атома некоторого вещества совершенно неотличимы друг от друга, то, следовательно, нет необходимости отдельно изучать каждый в отдельности. Анализ и учет симметрии в природе имеет определенное эвристическое, и даже мировоззренческое значение. Например, знаменитое уравнение А. Эйнштейна Е = тс2 постулирует взаимное превращение массы и энергии, т. е. их определенную симметричность. Но самым важным является то, что между симметрией и законами сохранения существует тесная связь.