天體力學是研究外層空間物體運動的天文學分支。 從歷史上看，天體力學將物理原理（經典力學）應用于天體，例如恒星和行星，以產生星歷數據。

現代解析天體力學始于艾薩克·牛頓 1687 年的《原理》。天體力學這個名稱比那個更晚。 牛頓寫道，這個領域應該被稱為理性力學。 動力學一詞稍晚與戈特弗里德萊布尼茨一起出現，在牛頓之后一個多世紀，皮埃爾西蒙拉普拉斯引入了天體力學一詞。 在開普勒之前，使用幾何或算術技術對行星位置進行精確、定量的預測與當代對行星運動的物理原因的討論之間幾乎沒有聯系。

約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler，1571-1630 年）是xxx個將預測幾何天文學（從 2 世紀的托勒密到哥白尼一直占主導地位）與物理概念緊密結合的人，在 1609 年產生了新天文學、基于成因或天體物理學。 他的工作導致了行星軌道的現代定律，他利用他的物理原理和第谷布拉赫所做的行星觀察開發了這些定律。 開普勒模型xxx提高了行星運動預測的準確性，比艾薩克·牛頓 (Isaac Newton) 于 1686 年提出他的萬有引力定律還早了好幾年。

艾薩克·牛頓（Isaac Newton，1642 年 12 月 25 日 - 1727 年 3 月 31 日）被認為提出了天上物體的運動，如行星、太陽和月球，以及地面物體的運動，如炮彈和炮彈 落下的蘋果，可以用同一套物理定律來描述。 在這個意義上，他統一了天地動力學。 使用牛頓萬有引力定律，在圓形軌道的情況下證明開普勒定律很簡單。 橢圓軌道涉及更復雜的計算，牛頓將其包含在他的《原理》中。

繼牛頓之后，拉格朗日（1736 年 1 月 25 日－1813 年 4 月 10 日）試圖解決三體問題，分析行星軌道的穩定性，并發現了拉格朗日點的存在。 拉格朗日還重新表述了經典力學的原理，強調能量而不是力，并開發了一種使用單一極坐標方程來描述任何軌道的方法，即使是拋物線和雙曲線軌道。 這對于計算行星和彗星等的行為很有用。 最近，計算航天器軌跡也很有用。

西蒙·紐科姆（Simon Newcomb，1835 年 3 月 12 日 - 1909 年 7 月 11 日）是加拿大裔美國天文學家，他修改了彼得·安德烈亞斯·漢森的月球位置表。 1877 年，在喬治威廉希爾的協助下，他重新計算了所有主要的天文常數。 1884 年之后，他與 A. M. W. Downing 一起構思了一項計劃，以解決國際上對該主題的許多困惑。 到 1886 年 5 月他參加在法國巴黎舉行的標準化會議時，國際上的共識是所有星歷表都應基于紐科姆的計算。 遲至 1950 年的進一步會議確認紐康常數為國際標準。

阿爾伯特·愛因斯坦（1879 年 3 月 14 日 - 1955 年 4 月 18 日）在他 1916 年發表的論文《廣義相對論的基礎》中解釋了水星近日點的異常進動。 這導致天文學家認識到牛頓力學并沒有提供最高的準確性。 雙脈沖星已經被觀測到，xxx顆是在 1974 年，其軌道不僅需要使用廣義相對論來解釋，而且其演化證明了引力輻射的存在，這一發現獲得了 1993 年的諾貝爾物理學獎。

天體運動在沒有阻力或火箭推力等附加力的情況下，受質量之間相互引力加速度的支配。 一個概括是 n 體問題，其中 n 個質量通過引力相互作用。 雖然在一般情況下解析不可積，但積分可以很好地近似數值。

例子：

• 4 體問題：飛往火星的太空飛行（對于部分飛行，一個或兩個物體的影響非常小，因此我們有一個 2 體或 3 體問題；另請參見修補的圓錐近似）< /li>
• 三體問題：
  • 準衛星
  • 飛往拉格朗日點并停留

在 n = 2 {\displaystyle n=2} 情況（二體問題）中，配置比 n >; 簡單得多。 2 {\displaystyle n>2} . 在這種情況下，系統是完全可積的，并且可以找到精確的解決方案。