开普勒第一定律（椭圆定律）：1609 年，开普勒通过对天文学家第谷・布拉赫多年积累的火星观测数据进行深入分析和艰苦计算后得出。该定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 。这打破了长久以来人们认为天体轨道是完美圆形的传统观念。例如，地球绕太阳运行的轨道就是椭圆，太阳位于其中一个焦点，这使得地球与太阳的距离在一年中会发生变化。

开普勒第二定律（面积定律）：同样在 1609 年提出。定律表明，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。这意味着行星在靠近太阳时运动速度较快，而在远离太阳时运动速度较慢。比如，当火星靠近太阳时，其公转速度相对较快，在相同时间内走过的弧长更长，但由于它与太阳的距离近，连线扫过的扇形面积与远离太阳时速度慢但连线长时扫过的面积相等。

开普勒第三定律（和谐定律）：1619 年，开普勒在《宇宙的和谐》一书中提出。该定律指出，所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，这一定律揭示了行星运动的周期与轨道大小之间的关系，通过该定律，可以对不同行星的运动特性进行比较和预测。