Komet Halley
Komputasi orbit

Halley adalah komet pertama yang diakui sebagai komet periodik. Hingga abad Renaisans, konsensus filosofis mengenai komet-komet, yang didorong oleh Aristoteles, adalah bahwa mereka adalah gangguan di atmosfer Bumi. Ide ini dibantah pada 1577 oleh Tycho Brahe, yang menggunakan pengukuran paralaks untuk menunjukkan bahwa komet pasti berada di luar Bulan. Banyak yang belum terbujuk bahwa komet mengorbit Matahari, dan menganggap bahwa mereka harus mengikuti jalur lurus melalui Tata Surya. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, dimana ia menguraikan hukum gravitasi dan geraknya. Karyanya tentang komet jelas tidak lengkap. Walaupun dia menduga bahwa dua komet yang muncul secara berturut-turut pada 1680 dan 1681 adalah komet yang sama sebelum dan sesudah melintas di belakang Matahari (ia kemudian terbukti benar; lihat Komet Newton), ia awalnya tidak dapat memasukkan komet ke modelnya secara penuh.
Akhirnya, Edmond Halley, editor, penerbit, dan teman Halley, menggunakan hukum baru Newton dalam Synopsis of the Astronomy of Comets pada 1705 untuk menghitung efek gravitasi Jupiter dan Saturnus terhadap orbit komet. Setelah mengumpulkan daftar 24 observasi komet, dia menghitung bahwa elemen orbit dari komet kedua yang muncul pada 1682 hampir sama dengan dua komet yang telah muncul pada 1531 (yang diamati oleh Petrus Apianus) dan 1607 (diamati oleh Johannes Kepler). Halley dengan demikian menyimpulkan bahwa ketiga komet tersebut ternyata merupakan objek yang sama yang kembali sekitar setiap 76 tahun, sebuah periode yang sejak itu telah ditemukan bervariasi antara 72 dan 80 tahun. Setelah memperkirakan secara kasar pertubasi komet yang dialami dari tarikan gravitasional planet-planet, dia memprediksikan kembalinya komet pada 1758. Walaupun dia mengamati kometnya sekitar perihelion pada September 1682, Halley meninggal pada 1742 sebelum dia dapat mengamati kembalinya komet yang diprediksi.
Prediksi kembalinya komet oleh Halley dibuktikan benar, walaupun tidak terlihat hingga 25 Desember 1758, oleh Johann Georg Palitzsch, seorang astronom amatir dan petani Jerman. Kometnya tidak melewati perihelion hingga 13 Maret 1759, karena tarikan Jupiter dan Saturnus menyebabkan retardasi 618 hari. Efek ini dihitung sebelum kembalinya komet (dengan kesalahan satu bulan menjadi 13 April) oleh tim tiga ahli Matematika Prancis, Alexis Clairaut, Joseh Lalandae, dan Nicole-Reine Lepaute. Konfirmasi kembalinya komet adalah yang pertama kalinya sesuatu selain planet telah ditunjukkan mengorbit Matahari. Itu juga merupakan salah satu ujian fisika Newton paling awal yang berhasil, dan merupakan demonstrasi jelas dari kekuatan penjelasannya. Kometnya pertama kali dinamai atas nama Halley oleh astronom Prancis Nicolas-Louis de Lacaille pada 1759.
Beberapa sarjana mengusulkan bahwa astronom Mesopotamia pada abad pertama telah mengakui Komet Halley sebagai komet periodik. Teori ini mencatat sebuah bagian dalam Talmud Babylonia, traktat Horayot yang merujuk "sebuah bintang yang muncul setiap 70 tahun yang membuat kapten kapal keliru". Orang lain meragukan ide ini berdasarkan pertimbangan sejarah mengenai waktu persis pengamatan yang diduga ini, dan mengusulkan bahwa itu merujuk pada fenomena astronomi lain.
Peneliti pada 1981 yang mencoba menghitung orbit lama Halley melalui integrasi numerik yang dimulai dari pengamatan akurat pada abad ke-17 dan 18 tidak dapat menghasilkan hasil akurat sebelum tahun 837 karena kometnya melintas dekat dengan Bumi pada tahun itu. Oleh karena itu, diperlukan observasi komet oleh orang Tiongkok kuno untuk membatasi perhitungan mereka.