Prostorska kinematika se uporablja za opis gibanja predmeta v tridimenzionalnem prostoru. Upogibanje kolena v sklepu ali gibanje robotske roke sta primera prostorske kinematike.
Predstavljajte si upogibanje roke. Kako bi izmerili razdaljo njegovega gibanja? Ali bi merili od konice prstov ali komolca? Ko se roka upogne, se njeni deli premaknejo navzdol, deli pa navzgor. V katero smer se premika? Različni deli roke se premikajo z različno hitrostjo. Kako lahko izmerite, kako hitro se premika?
Za razliko od osnovne kinematike, ki preučuje gibanje predmetov po ravnih črtah, je prostorska kinematika bolj kompleksna. V osnovni kinematiki potrebujete samo dve fiksni točki, začetek in cilj, da opišete gibanje. Na primer avto, ki vozi po ravni cesti med dvema mestoma. S tema dvema točkama lahko merite njegovo hitrost, hitrost, trajanje vožnje in razdaljo vožnje. V prostorski kinematiki je treba gibanje predmeta izmeriti iz niza točk vzdolž celotnega obsega gibanja.
Z uporabo več kot ene fiksne točke lahko znanstveniki in inženirji razdelijo tridimenzionalno gibanje v matriko enodimenzionalnih premikov. Te meritve se nato vključijo v formule, ki jim omogočajo, da znanstveno opišejo, kako se predmet premika.
Na področju robotike je prostorska kinematika zelo pomembna. Za programiranje robota, da iztegne roko in nekaj zgrabi, pridejo v poštev številne zapletene formule. Gibanje robotske roke se ne zgodi na eni ravni črti. Serija mehanizmov mora izvajati določeno količino sile v določeni smeri, da roko pripelje na določeno razdaljo od robota.
Zdravniki so uporabljali tudi prostorsko kinematiko za preučevanje gibanja ljudi s protetičnimi udi. V eni študiji v medicinskem centru Walter Reed Army so pacienta pokrili s svetlečimi diodami in posneli s posebno kamero, ko so hodili s protetično nogo. Slike so bile prenesene v računalnik, diode pa so bile uporabljene za oblikovanje modela bolnikovega gibanja. Vsaka dioda bi lahko predstavljala fiksno točko in omogočala zdravnikom, da objektivno izmerijo, kako se je pacient premikal s protezo.