Fisika bandul digunakan untuk menggambarkan gerak ayun bandul yang disebabkan oleh gravitasi. Untuk membuat bandul, beban, yang disebut bob, digantung dari titik tetap, yang disebut pivot. Dengan menarik bandul ke belakang dan melepaskannya, pendulum akan berayun maju mundur karena adanya tarikan gravitasi dan tegangan sepanjang tali atau kawat tempat beban digantungkan. Gerakan berlanjut sebagai akibat dari inersia.
Menurut hukum dasar kelembaman, apakah suatu benda dalam keadaan diam atau bergerak, benda itu akan terus dalam keadaan itu kecuali jika dikenai gaya luar. Dalam kasus fisika pendulum, pendulum akan terus berayun kecuali ada gaya luar yang menghentikannya. Karena tidak ada gaya luar yang bekerja padanya, ia dapat terus berayun tanpa batas melalui busur yang sama.
Aksi bandul adalah contoh yang baik dari kekekalan energi mekanik. Hukum fisika ini menyatakan bahwa energi dalam suatu sistem selalu tetap. Dengan kata lain, jumlah energi selalu sama dan energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Ada banyak jenis keadaan energi yang dimiliki suatu benda, seperti kinetik, potensial, kimia, nuklir, dan termal. Keadaan energi potensial dan kinetik, atau bergerak, adalah yang diukur dan diamati dalam fisika pendulum.
Ketika pendulum berayun, keadaan energinya berubah berdasarkan di mana di busur itu berada, tetapi yang tetap sama adalah jumlah total energi potensial dan kinetik bob — dengan kata lain, energinya kekal. Pada titik tertinggi bandul, ia tidak memiliki kecepatan dan semua energi dalam sistem adalah potensial. Saat jatuh melalui busur, bob memperoleh kecepatan dan energi kinetik sambil kehilangan energi potensial. Setelah melewati bagian bawah busur, ia mulai melambat dan kehilangan energi kinetik sambil mendapatkan ketinggian dan energi potensial. Meskipun energi kinetik dan energi potensialnya berbeda-beda, pengukuran fisika bandul menunjukkan bahwa totalnya tetap sama di semua titik pada busur bandul.
Dalam fisika pendulum, hambatan udara dan gesekan diasumsikan tidak ada pada bob. Karena energi dari sistem pendulum adalah kekal, dikatakan memiliki gerak abadi, yang dapat berlanjut tanpa batas selama tidak ada energi yang hilang ke benda atau lingkungan lain. Fakta bahwa pendulum terus berayun dengan cara yang sama dari waktu ke waktu adalah mengapa pendulum digunakan dalam jam untuk menjaga waktu, dan pada awalnya digunakan untuk mengukur gaya gravitasi.