En los años anteriores a Newton, prevalecía la creencia general de que leyes diferentes gobernaban los objetos en el cielo que los objetos en la Tierra. Cuando Kepler escribió las tres leyes del movimiento planetario, explicando en detalle las propiedades geométricas de las órbitas planetarias alrededor del Sol, no hubo una idea inmediata para discernir su conexión con leyes más fundamentales. Fue Isaac Newton quien, en 1665-66, descubrió la conexión entre el movimiento planetario, el movimiento de la luna alrededor de la Tierra y el fenómeno cotidiano de los objetos que caen sobre la superficie de la Tierra. Este fenómeno universal se conoce hoy en día como gravitación.

Aunque suene común hoy en día, la afirmación de que el mismo fenómeno gobierna el movimiento de los objetos en la Tierra y el movimiento de la luna alrededor de la Tierra fue revolucionaria en los tiempos de Newton. Descubrió que la aceleración de la luna centrípeta alrededor de la Tierra y la aceleración debida a la gravedad tienen una relación inversamente proporcional al cuadrado de la distancia del objeto respectivo a la Tierra. Dado que la aceleración es independiente de la masa, de acuerdo con sus leyes de movimiento, la fuerza debe ser proporcional a la masa. Esta perspicacia le llevó a formular la ley de la gravitación que lleva su nombre.

Otra información necesaria para completar la ley de gravitación de Newton fue la constante gravitatoria, que se derivó experimentalmente. El primer experimento exitoso para medir la constante fue llevado a cabo por Henry Cavendish. Una vez conocido el valor de esta constante, junto con las leyes del movimiento de Newton, se pudieron derivar las leyes del movimiento planetario de Kepler.