Keplers tredje lag för planetrörelse säger att kvadraten på varje planets omloppsperiod, representerad som P2, är proportionell mot kuben för varje planets halvstora axel, R3. En planets omloppsperiod är helt enkelt den tid i år det tar för ett helt varv. En halvstor axel är en egenskap hos alla ellipser och är avståndet från mitten av ellipsen till punkten på den omloppsbana som är längst bort från centrum.
Astronomen och matematikern Johannes Kepler (1571-1630) utvecklade sina tre lagar för planetrörelse med avseende på två objekt i omloppsbana, och det spelar ingen roll om dessa två objekt är stjärnor, planeter, kometer eller asteroider. Detta är mest sant för två relativt massiva föremål i rymden. Keplers lagar förändrade hur människor studerade himlakropparnas rörelser.
Följande exempel kan användas för att demonstrera egenskaperna för varje förhållande med avseende på Keplers tredje lag. Om P1 representerar Planet A:s omloppsperiod och R1 representerar Planet A:s halvstora axel; P2 representerar Planet B:s omloppsperiod och R2 representerar Planet B:s halvstora axel; då är förhållandet (P1)2/(P2)2, det vill säga kvadraten på varje planets omloppsperiod, lika med förhållandet (R1)3/(R2)3, kuben för varje planets halvstora axel. Sålunda, som ett uttryck, visar Keplers tredje lag att (P1)2/(P2)2 = (R1)3/(R2)3.
Istället för förhållanden eller proportioner kan Keplers tredje lag summeras med hjälp av tid och avstånd. När planeter, kometer eller asteroider kommer närmare solen ökar deras hastigheter; när planeter, kometer eller asteroider kommer längre bort minskar deras hastigheter. Därför liknar en kropps hastighetsökning en annan kropps hastighetsökning när båda deras avstånd – deras halvstora axlar – beaktas. Det är därför Merkurius, den innersta planeten, roterar så snabbt och Pluto, som tidigare ansågs vara den yttersta planeten, roterar så långsamt.
I ett exempel från den verkliga världen med Merkurius och Pluto, notera att de större talen är Pluto och kom ihåg (P1)2/(P2)2 = (R1)3/(R2)3. I detta fall, (0.240)2/(249)2 = (0.39)3/(40)3. Därför är 9.29 x 10-7 = 9.26 x 10-7.
Merkurius är alltid nära solen, så dess hastighet är hög. Pluto är alltid borta från solen, så dess hastighet är långsam, men inget av objektens hastighet är konstant. Även om Merkurius är nära och Pluto är långt borta, har båda tider under sina omloppsperioder med ökande och minskande hastighet. Oavsett skillnader är kvadraten på varje planets omloppsperiod proportionell mot kuben för varje planets halvstora axel.