Vận tốc xuyên tâm (trong thiên văn học gọi là vận tốc tia) là hình chiếu vận tốc của một điểm (trên hình vẽ là điểm A) trên đường thẳng OA nối liền nó với gốc hệ tọa độ O đã lựa chọn.
Trong các hệ tọa độ trụ, cầu hay cực, nó là một trong các thành phần của vận tốc (thành phần kia là vận tốc phương vị). Như thế, nó là vận tốc được khái quát hóa trong các hệ tọa độ này. Theo định nghĩa, vận tốc xuyên tâm là đại lượng có hướng (vectơ) và độ lớn (môđun) v r {\displaystyle v_{r}} của nó được tính theo công thức:
v r = v → ⋅ e → r {\displaystyle v_{r}={\vec {v}}\cdot {\vec {e}}_{r}} , trong đó e → r = r → | r → | {\displaystyle {\vec {e}}_{r}={\frac {\vec {r}}{\left|{\vec {r}}\right|}}} - vectơ đơn vị của vectơ bán kính O A → {\displaystyle {\vec {OA}}} . Như thế vận tốc toàn phần được hợp thành từ các thành phần xuyên tâm và phương vị:
v → = v r ⋅ e → r + v → ϕ {\displaystyle {\vec {v}}=v_{r}\cdot {\vec {e}}_{r}+{\vec {v}}_{\phi }} . Nếu được thể hiện theo các tọa độ, thì môđun của vận tốc xuyên tâm luôn luôn bằng
v r = d r d t = r ˙ {\displaystyle v_{r}={\frac {dr}{dt}}={\dot {r}}}
Nếu lấy một trong hai điểm làm gốc hệ tọa độ thì vận tốc xuyên tâm sẽ xác định vận tốc lại gần (nếu v r < 0 {\displaystyle v_{r}<0} ) hay vận tốc ra xa (nếu v r > 0 {\displaystyle v_{r}>0} ) của các điểm này đối với nhau.