År 1609 publicerade Johannes Kepler sina tre lagar för planeternas rörelse. Dessa lagar baserades på observationer av Mars som Tycho Brahe tidigare hade gjort. 

I ord säger lagarna följande:

1. En planets omloppsbana är en ellips med solen i ena foci punkten

2. Radius vektorn från solen till planeten sveper samma area under samma tidsintervall

3. Förhållandet av kvadraten av perioden mellan två planeter är lika med förhållandet av kuben av deras medelavstånd.

Dessa lagar är bara approximativt sanna, men utgör en grund för vår analys. Dess giltighet baseras på att planeternas massa är negligerbart små jämfört med solens.

Newton använde dessa empiriska lagar för att härleda sin kända invers kvadratlag för gravitationen. Nyckelinsikten för Newton var att man kunde anta att en planets massa var koncentrerad i en enda (matematisk) punkt, vilket förenklade analysen avsevärt. Newtons gravitationslag säger att:

attraktionskraften mellan två objekt med massa, där kraften är proportionell mot massornas produkt och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem. Kraften agerar längs den linje som förenar partiklarna.