Trước công trình của Johannes Kepler (1571 – 1630), không ai hiểu được cách các hành tinh di chuyển quanh Mặt Trời hay mối quan hệ giữa các quỹ đạo của chúng. Kepler đã có vận may tuyệt vời khi được thừa hưởng những quan sát hành tinh vô cùng chính xác từ người thầy của ông, Tycho Brahe, giúp ông xây dựng nên cho mình ba "định luật về chuyển động hành tinh". Chúng tóm lược cách Hệ Mặt Trời được tổ chức và vận hành. Các định luật được phát biểu một cách đơn giản như sau:

1. Các quỹ đạo của hành tinh là những đường elip với Mặt Trời nằm tại một tiêu điểm.
2. Các hành tinh di chuyển trên quỹ đạo nhanh nhất khi ở gần Mặt Trời nhất.
3. Độ dài của một năm hành tinh liên hệ với khoảng cách giữa nó và Mặt Trời qua một công thức đơn giản.

Trước Kepler, các chuyển động của hành tinh là điều bí ẩn; sau Kepler, vị trí của một hành tinh có thể được dự đoán chính xác trong cả tương lai xa.