Las leyes de Kepler son tres ecuaciones que gobiernan el movimiento de los cuerpos astronómicos. Las leyes de Kepler fueron descubiertas por primera vez por el astrónomo del siglo XVII Johannes Kepler mientras analizaba los datos recopilados por Tycho Brahe. Las leyes de Kepler son una extensión de la teoría heliocéntrica anterior de Copérnico y, finalmente, allanaron el camino para la teoría completa de Isaac Newton sobre cómo interactúan los cuerpos. Las ecuaciones de Newton de gravedad y movimiento se pueden usar para derivar las leyes de Kepler, si se asume que solo hay dos cuerpos, uno de los cuales es fijo y el otro está orbitando a una velocidad menor que la de escape. Aunque las leyes de Kepler se desarrollaron originalmente para explicar los movimientos planetarios, se aplican a cualquier cuerpo que esté en órbita alrededor de un cuerpo mucho más masivo.
La primera de las leyes de Kepler establece que un planeta, o cualquier otro objeto en órbita alrededor del Sol, sigue una trayectoria elíptica con el Sol en un foco. La forma de estas elipses depende de la masa del Sol, la posición del planeta y la velocidad del planeta. Se puede usar un conjunto de seis números, llamados elementos keplerianos, para especificar la ruta exacta que traza un planeta.
La segunda de las leyes de Kepler dice que un planeta en órbita traza áreas iguales en tiempos iguales. Si dibuja una línea desde el planeta hasta el Sol y suma el área que la línea barre durante un intervalo de tiempo dado, siempre será constante. Esta ley es consecuencia de la conservación del momento angular; si el planeta se mueve más rápido, también debe estar más cerca del Sol. El aumento en el área cubierta por el movimiento angular más grande y la disminución en el área cubierta por la distancia más corta deben anularse exactamente entre sí.
La tercera ley establece que el cuadrado del período de la órbita debe ser directamente proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita. El semieje mayor es la mitad de la distancia total entre el perihelio, o la aproximación más cercana al Sol, y el afelio, o la distancia más lejana del Sol. Un planeta muy lejos del Sol, como Neptuno, tiene una órbita mucho más grande; también se mueve más lentamente, y tarda más en cubrir la misma distancia que un planeta como Mercurio. La relación exacta entre el período orbital, el semieje mayor, la masa y la constante gravitacional fue posteriormente desarrollada por Isaac Newton.