在天文学中，由约翰内斯·开普勒在 1609 年至 1619 年间发表的开普勒行星运动定律描述了行星围绕太阳运行的轨道。这些定律修改了尼古拉·哥白尼的日心说，用椭圆轨迹代替了它的圆形轨道和本轮，并解释了行星速度是如何变化的。三部法律规定：

行星的轨道是一个椭圆，太阳位于两个焦点之一。

连接行星和太阳的线段在相等的时间间隔内扫过相等的区域。

行星轨道周期的平方与其轨道长半轴长度的立方成正比。行星的椭圆轨道是由火星轨道计算得出的。据此，开普勒推断太阳系中的其他天体，包括离太阳较远的天体，也有椭圆轨道。第二定律有助于确定当行星离太阳更近时，它的运行速度会更快。第三定律表示行星离太阳越远，其公转速度越慢，反之亦然。

艾萨克·牛顿在 1687 年表明，由于他自己的运动定律和万有引力定律，像开普勒这样的关系将适用于太阳系。

艾萨克·牛顿爵士（1642 年 12 月 25 日 - 1726/27 年 3 月 20 日）是英国数学家、物理学家、天文学家、炼金术士、神学家和作家（在他的时代被称为“自然哲学家”），被广泛认为是最伟大的数学家和有史以来最有影响力的科学家之一。他是被称为启蒙运动的哲学革命的关键人物。他的著作 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica（自然哲学的数学原理）于 1687 年首次出版，确立了经典力学。牛顿还对光学做出了开创性贡献，并与德国数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨 (Gottfried Wilhelm Leibniz) 共同开发了无穷小微积分。

在《原理》中，牛顿制定了运动定律和万有引力定律，这些定律形成了占主导地位的科学观点，直到被相对论取代。牛顿用他对引力的数学描述推导出了开普勒的行星运动定律，解释了潮汐、彗星的轨迹、分点进动和其他现象，消除了对太阳系日心说的怀疑。他证明了地球和天体上物体的运动可以用相同的原理来解释。牛顿关于地球是扁球体的推论后来被 Maupertuis、La Condamine 和其他人的大地测量所证实，使大多数欧洲科学家相信牛顿力学优于早期系统。

牛顿建造了第一台实用的反射望远镜，并根据棱镜将白光分离为可见光谱颜色的观察，发展了一套复杂的颜色理论。他关于光的工作被收录在他极具影响力的著作《光学》中，该书于 1704 年出版。他还制定了冷却的经验定律，首次对声速进行了理论计算，并引入了牛顿流体的概念。除了在微积分方面的工作外，作为数学家，牛顿还对幂级数的研究做出了贡献，将二项式定理推广到非整数指数，开发了一种逼近函数根的方法，并对大多数三次平面曲线进行分类。

牛顿是三一学院的研究员和剑桥大学的第二位卢卡斯数学教授。他是一个虔诚但非正统的基督徒，私下拒绝三位一体的教义。不同寻常的是，对于当时剑桥大学的一名教员来说，他拒绝接受英国国教的圣旨。除了他在数学科学方面的工作外，牛顿还将他的大部分时间用于研究炼金术和圣经年表，但他在这些领域的大部分工作直到他死后很久才发表。牛顿在政治上和个人上都与辉格党联系在一起，曾在 1689 年至 1690 年和 1701 年至 1702 年两次短暂担任剑桥大学的国会议员。他于 1705 年被安妮女王封为爵士，并在伦敦度过了他生命的最后 30 年，担任皇家铸币厂的典狱长（1696-1699 年）和大师（1699-1727 年），以及皇家学会主席（1703 年） –1727）。