天体の運動を扱う天文学の一分野。動力学的天文学（dynamical astronomy）と呼ぶこともある。軌道運動の解析についてはケプラーの法則に始まり、ニュートン（I. Newton）の万有引力の法則と運動方程式によって本格化した。二体問題は厳密に解けるが三体問題以上では摂動法やコンピュータによる数値解析が必要となる。重力場が与える影響についてはアインシュタインの一般相対性理論も考慮しなければならない。自転運動についてはオイラーの運動方程式が基礎となっている。オイラー運動も参照。