天体力学是研究天体在引力作用下的运动规律及其相互作用的学科。它主要应用牛顿力学和相对论等理论，分析行星、恒星、星系等天体的轨道运动、自转、潮汐效应等现象。天体力学不仅为航天器轨道设计提供理论基础，还帮助人类理解宇宙的结构与演化。经典问题包括二体问题、三体问题以及摄动理论等。随着观测技术的进步，天体力学在系外行星探测、星系动力学等领域持续发挥重要作用。