أنجز كيبلر أشهر اكتشافاته محاولًا إيجاد مدار يتناسب مع ملاحظات ما رصده براهي لكوكب المريخ. وقد كان الفلكيون الأوائل يعتقدون أن مدارات الكواكب على شكل دائرة أو مجموعة دوائر. لكن كيبلر وجد أن ذلك لا يتوافق مع ملاحظات براهي، فأدرك أن المدار لا يمكن أن يكون دائريًا، فلجأ إلى نظرية القطاع الناقص في حساباته. ونجحت الفكرة، وبذلك هدم كل الاعتقادات التي سادت لمدة 2,000 سنة.
يُعد كيبلر أول فلكي يؤيد إلى حد كبير نظريات كوبرنيكوس. وقدم إسهامات لعلم البصريات أيضًا. من ذلك، أنه ساعد في شرح طريقة عمل العدسات، وأوضح أن العين تعمل كآلة التصوير عندما تعرض الأشياء خلال عدسة العين أمام الشبكية. انظر: العين .
انظر أيضًا: العلوم عند العرب والمسلمين (الفلك) ؛ كوبرنيكوس، نيكولاس.