轨道不是以往人们想象的正圆形，而是椭圆的；太阳也不是位于轨道中心，而是在一个焦点上。第二，行星的轨道速度，也不是恒定不变的，事实上行星的轨道速度与当下行星至太阳的距离有关。第三，他归纳出可通用于太阳系所有行星轨道性质的数学关系：行星到太阳距离的立方（以天文单位（AU）计算）等于行星轨道周期的平方（以地球年计算）。以木星为例，它到太阳的距离约为5.2AU，轨道周期约为11.86地球年，则满足数学关系：formula_1。到了1687年，艾萨克·牛顿在他的万有引力理论中证明了开普勒定律。一般而言，物体在单纯