Este astrónomo alemán fue el primero en estudiar el movimiento de los planetas y, a diferencia de los demás, planteó que las órbitas eran elípticas, y no en círculos. Este trabajo lo plasmó en tres leyes que describen el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol.

1. Primera Ley de Kepler: Todos los planetas se mueven alrededor del Sol siguiendo órbitas elípticas. El Sol está en uno de los focos de la elipse.
2. Segunda Ley de Kepler: Los planetas se mueven con velocidad areolar constante. Esto quiere decir que las órbitas son planas y estables, se recorren siempre en el mismo sentido y que la fuerza que mueve los planetas es central.
3. Tercera Ley de Kepler: Se cumple que para todos los planetas, la razón entre el periodo de revolución al cuadrado y el semieje mayor de la elipse al cubo se mantiene constante.

Las leyes de Kepler fueron fruto de la colaboración con el astrónomo observador Tycho Brahe, quien había confeccionado las tablas astronómicas más precisas de la época. Pese a todo, Fue Newton quien extrajo todas las consecuencias de estas leyes, que le permitieron enunciar la Ley de la Gravitación Universal.

Asimismo, y al igual que Copérnico, Kepler defendió la idea de un sistema heliocéntrico, a pesar del poder que la Iglesia seguía teniendo. Además, fue también el primer científico en estudiar cómo la Luna afecta a las mareas.