非弾性衝突は、弾性衝突とは対照的に、内部摩擦の作用により運動エネルギーが保存されない衝突である。
巨視的な物体の衝突では、運動エネルギーの一部が原子の振動エネルギーに変わり、加熱効果を引き起こし、物体が変形する。
気体や液体の分子は、衝突のたびに分子の並進運動と内部自由度との間で運動エネルギーが交換されるため、完全に弾性衝突を経験することはほと いずれかの瞬間に、衝突の半分は–様々な程度に–非弾性（ペアは以前よりも衝突後の運動エネルギーが少ない）であり、半分は”超弾性”（以前よりも衝突後の運動エネルギーが多い）と記述することができる。 サンプル全体で平均化すると、分子衝突は弾性的です。
非弾性衝突は運動エネルギーを保存しませんが、運動量の保存に従います。 単純な弾道振り子の問題は、ブロックが最大角度にスイングするときにのみ運動エネルギーの保存に従います。
核物理学において、非弾性衝突とは、入ってくる粒子が衝突した核を励起させたり、分裂させたりする衝突のことです。 深い非弾性散乱は、ラザフォードが原子の内部を探査したのとほぼ同じ方法で亜原子粒子の構造を探査する方法である（ラザフォード散乱を参照）。 このような実験は、1960年代後半にスタンフォード線形加速器（SLAC）で高エネルギー電子を用いて陽子に対して行われた。 ラザフォード散乱のように、プロトンターゲットによる電子の深い非弾性散乱は、入射電子のほとんどが非常に少ない相互作用し、わずかな数だけが跳ね返ることでまっすぐに通過することを明らかにした。 これは、陽子の電荷が小さな塊に集中していることを示しており、原子の正の電荷が核に集中しているというラザフォードの発見を連想させる。 しかし、陽子の場合、証拠は三つの異なる電荷（クォーク）の濃度を示唆し、一つではなかった。