Keplerovi zakoni su tri jednadžbe koje upravljaju gibanjem astronomskih tijela. Keplerove zakone prvi je otkrio astronom Johannes Kepler iz 17. stoljeća analizirajući podatke koje je prikupio Tycho Brahe. Keplerovi zakoni produžetak su Kopernikove ranije heliocentrične teorije i na kraju su utrli put za cjelovitu teoriju Isaaca Newtona o međusobnoj interakciji tijela. Newtonove jednadžbe gravitacije i gibanja mogu se koristiti za izvođenje Keplerovih zakona, ako pretpostavite da postoje samo dva tijela, od kojih je jedno nepomično, a jedno kruži brzinom manjom od izlazne. Iako su Keplerovi zakoni izvorno razvijeni da objasne gibanje planeta, oni se primjenjuju na svako tijelo koje je u orbiti oko puno masivnijeg tijela.
Prvi od Keplerovih zakona kaže da planet, ili bilo koji drugi objekt u orbiti oko Sunca, slijedi eliptični put sa Suncem u jednom fokusu. Oblik ovih elipsa ovisi o Sunčevoj masi, položaju planeta i brzini planeta. Skup od šest brojeva, koji se nazivaju Keplerovi elementi, može se koristiti za određivanje točne putanje koju planet iscrtava.
Drugi Keplerov zakon kaže da planet u orbiti prati jednaka područja u jednakim vremenima. Ako povučete liniju od planeta do Sunca i zbrojite područje koje linija prelazi tijekom određenog vremenskog intervala, ona je uvijek konstantna. Ovaj zakon je posljedica očuvanja kutnog momenta; ako se planet kreće brže, on također mora biti bliže Suncu. Povećanje pokrivene površine od većeg kutnog gibanja i smanjenje pokrivene površine s kraće udaljenosti moraju se međusobno točno poništiti.
Treći zakon kaže da kvadrat perioda orbite mora biti izravno proporcionalan kocki velike poluosi orbite. Velika poluos je polovica ukupne udaljenosti između perihela, ili najbližeg pristupa Suncu, i afela, ili najudaljenije udaljenosti od Sunca. Planet vrlo udaljen od Sunca, kao što je Neptun, ima mnogo veću orbitu; također se kreće sporije, pa mu je potrebno više vremena da prijeđe istu udaljenost od planeta kao što je Merkur. Točan odnos između perioda orbite, velike poluosi, mase i gravitacijske konstante kasnije je razradio Isaac Newton.