As teorias de Copérnico foram também estudadas por Tycho Brahe, que desenvolveu durante anos um trabalho complexo de catalogação de dados em seu observatório particular e com equipamentos muito desenvolvidos para a época. Durante suas observações, Tycho Brahe constatou falhas no modelo Heliocêntrico, e os dados colhidos por ele foram cuidadosamente estudados por seu discípulo, o alemão Johannes Kepler. O trabalho desenvolvido por Kepler preencheu as lacunas do modelo Heliocêntrico e, devido à sua grande habilidade matemática e, baseado nos registros detalhados que herdou de Tycho Brahe, obteve êxito em explicar o movimento dos planetas, criando a Mecânica Celeste.

Primeira Lei de Kepler

Cada planeta gira em torno do Sol em uma órbita elíptica, com o Sol ocupando um dos focos da elipse. A excentricidade (razão entre metade da distância focal e o semi-eixo maior) das elipses descritas pelos planetas é pequena, aproximando-se muito de circunferências, tornando o trabalho de Kepler ainda mais notável.

Segunda Lei de Kepler

A linha reta que une o Sol ao planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. Kepler verificou que o planeta tem variações de velocidade em seu movimento em torno do Sol, de modo que, ao se aproximar do Sol, o planeta é acelerado e, ao se afastar, sua velocidade diminui.

Terceira Lei de Kepler

Os quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos dos raios das órbitas.