Kepler s'est rendu compte que l'orbite de Mars n'est pas un cercle parfait, mais une ellipse . Il s'agissait d'une découverte révolutionnaire qui a remis en question le modèle géocentrique de l'univers dominant, qui supposait que les planètes se déplaçaient dans des cercles parfaits autour de la terre.

Voici ce que Kepler a observé:

* La position de Mars dans le ciel ne correspond pas toujours aux prédictions basées sur une orbite circulaire. Il a méticuleusement analysé les observations de Tycho Brahe, son prédécesseur, et a trouvé des écarts entre les positions attendues et réelles de Mars.

* Il a expérimenté différentes formes géométriques pour l'orbite. Après des années de calculs et d'essais et d'erreurs, Kepler s'est rendu compte qu'une ellipse, et non un cercle, correspondait mieux aux observations.

Cela a conduit à la première loi du mouvement planétaire de Kepler, qui stipule que les planètes se déplacent dans des orbites elliptiques avec le soleil à un foyer . Cette découverte a révolutionné notre compréhension du système solaire et a ouvert la voie à la loi de Newton de la gravitation universelle.