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开普勒定律很好地描述了行星围绕恒星运行的规律，但却不能够解释为什么会产生这种运动。开普勒固执地认为这是由于磁力的作用，但椭圆轨道却与这种观念难以调和。
1687年，牛顿对行星运行的动力问题做出了解释。《自然哲学的数学原理》（简称《原理》，后文亦有此类简称，并非同一本书，注意区别）之所以难懂，绝对不是因为牛顿缺少简练有力的笔法，主要是为了规避“门外汉”的纠缠，但对于看明白的人来说，这绝对是一部奇书。
这本书不仅解释了关于行星为什么总是沿着椭圆轨道运行的问题，而且提出了万有引力定律。这一定律被誉为“17世纪自然科学最伟大的成果之一”。《原理》的核心是牛顿三大定律（惯性定律，物体具有惯性；力与加速度，F=ma；作用力与反作用力）以及万有引力定律。
牛顿认为，宇宙中每个质点都以一种力吸引其他各个质点。这种力与各质点的质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。如果两个质点的质量分别为M和m，并且在它们之间的距离为r，它们之间的万有引力F可以用公式表示：
其中，G为引力常数（或万有引力常数）。值得注意的是，只有当两个物体之间的距离远大于物体的尺寸时，它们才可以近似看作质点，这个公式才是适用的。否则需要把物体分割为足够小的质点，两两之间计算引力，而后进行积分。万有引力定律的普遍适用性是牛顿深受人们尊重的原因之一。
磁力的发现远早于引力的发现，于是开普勒在发现行星椭圆轨道的现象之后，想当然地认为是磁力维持了这一种运动。他将发现引力的荣誉留给了晚他近一个世纪出生的牛顿。
威廉·吉尔伯特（1544—1603）认为天体并不是等距离的，它们像地球一样拥有围绕它们运行的行星。地球本身就像一个巨大的磁体，这是罗盘总指向北的原因。他推测月亮可能也是一个磁体，从而导致它被地球吸引而围绕地球运行。这或许是人类首次认识到天体运行轨迹可能是由外力导致的。
开普勒汲取了吉尔伯特《论磁石》（1600年）中磁性地球的理论，假设太阳发射的动力（或动力个体）随着距离减弱，当行星靠近或远离太阳，运动会加快或减慢。根据对地球和火星远日点和近日点的测量，他认为行星的运动速度与它距太阳的距离成反比。1602年底，开普勒重新阐述了这个比例：行星在同样的时间内扫过同样的面积。
万有引力公式
牛顿提出引力的观点，用来解释行星的绕行问题。在万有引力的理论中，宇宙中每个质点都以一种力吸引其他各个质点，这种力随着质点质量的增加而增加，随着它们之间距离的增加而减小。