天体力学是天文学中较早形成的一个分支学科，它主要应用力学规律来研究天体的运动和形状。天体力学以往所涉及的天体主要是太阳系内的天体，五十年代以后也包括人造天体和一些成员不多（几个到几百个）的恒星系统。天体的力学运动是指天体质量中心在空间轨道的移动和绕质量中心的转动（自转）。对日月和行星则是要确定它们的轨道，编制星历表，计算质量并根据它们的自转确定天体的形状等等。

天文学和力学之间的交叉学科，它应用力学规律来研究天体的运动和形状。天体力学以往所涉及的天体主要是太阳系中的成员，目前已扩展到恒星系。天体力学所研究的运动包括天体质心的轨道运动和绕质心的转动。对日月和行星则是要确定它们的轨道，编制星历表，计算质量并根据它们的自转确定天体的形状，等等。

天体力学以数学为研究手段。它的研究内容包括二体问题、三体问题、多体问题、摄动理论、天体形状和自转理论，以及有关天体运动的定性理论和数值方法。天体力学还和天体测量学、星系力学、天体动力演化论、天体物理学等密切相关。

天体力学在I．牛顿发现万有引力定律（见万有引力）和运动基本定律（见牛顿运动定律）后才开始形成，此后由于数学的广泛应用而获得迅速发展。19世纪初，天体力学的全貌已经确立。到20世纪，计算月球和各大行星运动表的工作已经完成，小行星运动理论也有很大发展。今后的研究主要围绕下列几个问题：①特殊摄动理论：它以数值积分为基础，可计算天体在具体时刻的精确位置，但不能给出轨道的解析式，而且还需改进摄动函数展开式的收敛性。随着计算机的发展，特殊摄动理论的研究愈来愈受到重视。②普遍摄动理论：它以微分方程定性理论为基础，以天体演化为对象。用这种理论能算出小行星群的长期近似位置，但精确度有待提高，③周期性轨道理论：建立这种理论，对小行星群运动问题有重要意义。

相对论的出现，给经典天体力学以重要修正。广义相对论的影响已超出天体力学范围，而把天体力学和天体物理学结合起来。

进入航天时代以后，天体力学增加了新内容，出现了实验天体力学和航天动力学，研究人造天体（包括近地卫星、登月飞船和行星探测器）的运动以及太空漫游等。在某些人造天体运动中还考虑了电磁辐射、光压、介质阻尼等的影响。