Embora os movimentos dos corpos celestes tenham sido qualitativamente explicados em termos físicos desde a introdução por Aristóteles dos motores celestiais em sua Metafísica e um quinto elemento em seu "Sobre os Céus", Kepler foi o primeiro a tentar derivar movimentos celestiais de causas físicas assumidas. Isaac Newton apertou ainda mais os laços entre a física e a astronomia através de sua Lei da Gravitação Universal. Percebendo que a mesma força que atraía os objetos para o centro da Terra mantinha a Lua em órbita ao redor da Terra, Newton conseguiu explicar - em um único quadro teórico - todos os fenômenos gravitacionais. Em seu Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, ele derivou as Leis de Kepler dos primeiros princípios. Os desenvolvimentos teóricos de Newton criaram muitos dos alicerces da física moderna.
