In generale il momento di inerzia non può essere negativo. Lo si può vedere dalla sua definizione matematica, dove tutte le masse sono non negative e i quadrati delle distanze sono sempre positivi.
Tuttavia, ci sono alcune situazioni in cui viene utilizzato un segno negativo nel contesto del momento di inerzia. Uno di questi casi è quando si considera un sistema rotante con più oggetti. Se alcuni oggetti ruotano in direzioni opposte, il momento di inerzia totale del sistema può essere scritto come somma di termini positivi e negativi.
In queste situazioni il momento d'inerzia negativo non implica che i singoli oggetti abbiano masse o distanze negative. Riflette invece il fatto che il sistema ha un momento angolare interno che si oppone alla rotazione degli oggetti in una particolare direzione.