著名的科学家开普勒用了很长的时间，对第谷遗留下来的观测资料进行综合分析和研究。
后来，开普勒发现“行星是沿椭圆轨道绕太阳运行的，太阳在这个椭圆的两个焦点之一的位置上”的定律。这就是开普勒的行星运动第一定律，也叫轨道定律。这个发现，把哥白尼学说向前推进了一大步。
接着，开普勒又发现，虽然火星运行的速度是不均匀的，但是从任何一点开始，在单位时间向径（行星和太阳的联线）所扫过的面积却是不变的。
这样开普勒又推出了“火星的向径在相等时间内扫过相等的面积”的行星运动第二定律，又称为面积定律。
到1609年，开普勒出版了《新天文学》一书，在这本书里发表了他的轨道定律和面积定律。并且在书中指出：“这两条定律也适用于其他行星和月亮的运动。”
后来，开普勒经过长期繁杂重复的计算和无数次的失败，又发现了“所有行星公转周期的平方与椭圆轨道半长轴的立方的比值都相等”的行星运动第三定律。
这是一个十分重要的自然定律。因为不仅行星遵循着它，就是围绕行星运动的卫星，以及太阳周围的其他天体也都如此。这就可以确定，太阳和它周围的所有天体构成了一个有秩序的行星系统，这个系统就是太阳系。
行星运动三定律的发现，具有划时代的意义，它不但为经典天文学奠定了基础，而且还导致了数十年后牛顿的万有引力定律的发现。
