El determinismo es la aplicación del principio de causalidad a toda naturaleza, de donde se deduce que un fenómeno natural procede siempre necesariamente de una causa determinada o de un determinado conjunto de causas. La física clásica, desarrollada a partir de las ideas de Galileo y Newton, es determinista, puesto que toda explicación física se basa en la determinación de la causa mecánica que produce (la variación en el movimiento o velocidad de) un fenómeno; conocida la causa, el fenómeno resulta previsible o predicible, de la misma manera que, conociendo el estado de un sistema en un momento dado, t1, es posible saber el estado del sistema en cualquier momento futuro, t2 (ver cita). Laplace expresó este determinismo suponiendo una inteligencia omnipotente que, conociendo en un instante determinado todas las variables que intervienen en los movimientos de cualquier cuerpo, es capaz de prever y predecir con exactitud absoluta cualquier fenómeno para cualquier otro instante determinado. Sin embargo, la física de las partículas atómicas ha restringido el campo de aplicación de la causalidad. Mientras que la mecánica newtoniana es mecanicista y determinista, la física cuántica de Max Planck, la teoría de la relatividad especial de Einstein aplicada a las partículas elementales y el principio de indeterminación de Heisenberg obligan a decir que, para la física moderna, los fenómenos físicos son, al menos en su aspecto subatómico, indeterministas.
Hay autores que prefieren referirse a una limitación de las leyes causales en la naturaleza, provocada por la nueva física atómica, pero en ningún caso a una anulación o restricción del determinismo universal, basándose en la distinción que debe establecerse entre determinismo causal (todo está sometido a causas) y determinismo general (todo está sometido a leyes; ver texto ). El problema fundamental que plantea el determinismo es si debe aplicarse también al mundo humano, interfiriendo así con el problema de la libertad.