ศูนย์กลางมวล (อังกฤษ: center of mass) ของระบบหนึ่งๆ เป็นจุดเฉพาะเจาะจงซึ่งเสมือนหนึ่งมวลของระบบรวมตัวกันอยู่ ณ จุดนั้น เป็นฟังก์ชันของตำแหน่งและมวลขององค์ประกอบที่รวมกันอยู่ในระบบ ในกรณีที่ระบบเป็นวัตถุแบบ rigid body ตำแหน่งของศูนย์กลางมวลมักเป็นส่วนหนึ่งอยู่ในวัตถุหรือมีความเกี่ยวพันกับวัตถุนั้น แต่ถ้าระบบมีมวลหลายชิ้นสัมพันธ์กันอย่างหลวมๆ ในพื้นที่ว่าง ตัวอย่างเช่น การยิงกระสุนออกจากปืน ตำแหน่งศูนย์กลางมวลจะอยู่ในอากาศระหว่างวัตถุทั้งสองโดยอาจไม่สัมพันธ์กับตำแหน่งของวัตถุแต่ละชิ้นก็ได้ หากระบบอยู่ภายใต้สนามแรงโน้มถ่วงที่เป็นเอกภาพ มักเรียกศูนย์กลางมวลว่าเป็น ศูนย์ถ่วง (อังกฤษ: center of gravity) คือตำแหน่งที่วัตถุนั้นถูกกระทำโดยแรงโน้มถ่วง
ตำแหน่งศูนย์กลางมวลของวัตถุหนึ่งๆ ไม่จำเป็นต้องเป็นจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของรูปร่างวัตถุนั้น วิศวกรจะพยายามออกแบบรถสปอร์ตให้มีจุดศูนย์ถ่วงอยู่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้สามารถบังคับรถได้ดีขึ้น นักกระโดดสูงก็ต้องพยายามบิดร่างกายเพื่อให้สามารถข้ามผ่านคานให้ได้ขณะที่ศูนย์กลางมวลของพวกเขาข้ามไม่ได้
จุดศูนย์กลางมวล R{\displaystyle \mathbf {R} } ของระบบหลายวัตถุแสดงได้ด้วยค่าเฉลี่ยของตำแหน่งวัตถุทั้งหมด ri{\displaystyle \mathbf {r} _{i}}, ถ่วงน้ำหนักกับค่ามวลทั้งหมด mi{\displaystyle m_{i}}:
การกระจายค่าสม่ำเสมอของความหนาแน่นของมวล ?(r){\displaystyle \rho (\mathbf {r} )} กับมวลรวม M{\displaystyle M} ได้ผลลัพธ์รวมจากค่าอินทิกรัลดังนี้:
ถ้าวัตถุมีการกระจายความหนาแน่นอย่างสม่ำเสมอ จุดศูนย์กลางมวลจะเป็นจุดเดียวกันกับจุดเซ็นตรอยด์ของรูปทรงเรขาคณิต
