행성의 공전운동에 관해 J. 케플러가 발견한 법칙. 약 30년간 계속된 T. 브라헤의 풍부한 관측자료를 기초로 연구한 결과이다.

먼저 화성에 대해 제1법칙·제2법칙을 발견하고, 이어 다른 행성에 대해서도 같은 법칙이 성립한다는 것을 밝혔다.

나아가 모든 행성에 대해 태양으로부터의 거리와 공전주기의 관계를 조사한 결과, 제3법칙을 발견했다. 제1, 제2법칙은 1609년《선천문학(Astrmornia nova)》에, 제3법칙은 19년 《세계의 조화(Harmonice mundi)》에 각각 발표되었다.

3가지 법칙의 내용은 다음과 같다.

① 각 행성은 태양을 초점으로 하는 타원궤도를 운동한다.

② 행성과 태양을 잇는 선분이 같은 시간에 그리는 면적은 일정하다(면적속도 일정).

③ 행성의 궤도 긴반지름의 3제곱은 공전주기의 제곱에 비례한다(조화의 법칙).

그러나 이들 법칙이 엄밀하게 성립하는 것은 아니다.

제1, 제2법칙이 성립하는 것은 태양 주위에 행성이 1개만 공전할 경우(이른바 2체문제〈二體問題〉)에 한정되고, 제3법칙은 행성의 질량이 0인 경우에만 성립한다.

그런데 행성의 질량은 태양에 비하면 매우 적고(최대인 목성의 경우에도 약 1/1,000) 따라서 상호영향이 적기 때문에 케플러 법칙이 근사적(近似的)으로 성립하게 된다.

케플러의 발견은 지동설의 근거를 굳혔으며, 케플러 법칙의 성립이유를 탐색하는 과정에서 I. 뉴튼이 만유인력의 법칙을 발견해 이후의 과학계에 커다란 영향을 미쳤다.