Использование понятия мгновенной оси вращения помогает в анализе движения твёрдого тела следующим образом: в каждый момент времени движение тела можно представить как вращение вокруг этой оси. 1

Например, в случае колеса, катящегося по дороге, мгновенная ось вращения проходит через точку соприкосновения колеса и дороги. 3 Если известна мгновенная ось вращения, то проще определить направление и модуль вектора скорости любой точки тела. 3

Вектор скорости любой точки тела направлен перпендикулярно линии, соединяющей её с мгновенным центром вращения, а величина скорости равна произведению угловой скорости на расстояние до мгновенной оси вращения. 1

Также можно показать, что произвольное движение твёрдого тела можно свести к суперпозиции вращательного движения вокруг мгновенной оси и поступательного перемещения вдоль этой же оси. 4