当初人类发现天王星以后，用理论计算的方法定天王星的轨道，发现天王星的实际运行轨道与理论上的轨道不相符，人们怀疑天王星之外还有一个天体的运动影响了天王星的运行轨道，然后，在理论上计算该天体的实际轨道，按照理论上的计算，果然找到了海王星的存在。这个例子说明，天体的运行轨道主要是通过理论上的计算并辅助仪器的观测而得到的。
理论上计算方法有二种方法，第一，牛顿的万有引力定律。在牛顿以前，对天体的认识只是描述一下，最多带有几何性质的描述。牛顿运动定律和万有引力的结合，描述了天体的圆形轨道，后来发现天体的运动只是一种近似的圆周运行。第二，开普勒三大定律(轨道定律、等面积定律、周期定律)，继承和发展了牛顿的运动定律和万有引力定律，用数学的方法推出了严格的数学表达式，比较圆满的解决了天体的运动轨道问题，并运用于航天技术。
在这以前，外国科学家拉普拉斯、奥伯斯、高斯、皮亚齐都做了不少有益于定轨方法的努力。我们用人造地球卫星轨道的计算方法作为实例来作个说明。因为计算小行星轨道的方法与计算人造地球卫星的轨道基本相似。人造地球卫星离地球近，观测较为方便，还可以多点观测，得到的数据可以用高速计算机处理，使实际轨道与理论上的轨道相差较小，因为计算非常复杂，为使问题简单化，计算过程不写入答案中了，微分问题也不是所有人能读懂的。
如何将太阳系内行星的正常公转轨道画在图纸上？
根据开普勒三定律：1. 所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上2. 行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积3. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等因此你只需要知道，太阳位于椭圆两个中心点之一。而其余的行星全部围绕太阳做椭圆轨道运动，你只要知道每个行星的椭圆轨道近地点及远地点，就可以画出来了。
