Formuló tres leyes de movimiento planetario basados en las observaciones detalladas de Tycho Brahe:
1. Ley de elipses: Los planetas orbitan el sol en caminos elípticos, con el sol en un enfoque de la elipse.
2. Ley de áreas: Un segmento de línea que une un planeta al sol barre áreas iguales en intervalos de tiempo iguales.
3. Ley de períodos: El cuadrado del período orbital de un planeta es proporcional al cubo del eje semi-mayor de su órbita.
Estas leyes revolucionaron nuestra comprensión del Sistema Solar y establecieron las bases de la Ley de Gravitación Universal de Newton.