天体が系の重心の周りを回る現象のこと。惑星が太陽の周りを回る運動、衛星が惑星の周りを回る運動、太陽系が天の川銀河（銀河系）中心の周りを回る運動、などが公転である。1周するのにかかる時間を公転周期と呼ぶ。
公転は自明なことと考えがちであるが、地球が公転していることを証明するのはじつは困難である。年周光行差や年周視差はその証拠になりうるが、とても小さな量で体感できるものではない。にもかかわらず、ケプラー（J. Kepler）は惑星の観測結果を筋道立てて分析することによりケプラーの法則を見出し、地球も太陽の周りを公転する天体の一つであることをはっきりさせた。
公転に対し、天体が自分自身の重心を含む内部の軸の周りを回転することは自転と呼ぶ。