开普勒在对第谷等人的大量精密观测数据的研究基础上，从1609年到1619年先后提出了行星运动的三大定律。
1.开普勒第一定律
所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。行星轨道的偏心率都比较小，例如地球轨道的偏心率只有0.0167，很接近圆。
2.开普勒第二定律
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积(近日点速率最大，远日点速率最小)。
3.开普勒第三定律
行星三定律是万有引力的基础
所有行星的轨道的半长轴a的三次方跟它的公转周期T的平方的比值为一常量。即a/T＝K＝GM/4π(M为中心天体质量)，K是一个与行星无关的常量，仅与中心天体有关。
