تنطبق الميكانيكا السماوية على حركة الكواكب والأقمار الصناعية عن طريق قوانين نيوتن للحركة. وتستخدم فضلاً عن ذلك قوانين كيبلر الثلاثة للحركة الكوكبية، وهي قانون المناطق الثابتة، وقانون الأشعة الناصعة، وقانون الفترات.
يتم تطبيق هذه القوانين في أحساب حركة الأجسام السماوية، بما في ذلك الكواكب والأقمار الصناعية، والكويكبات، والنيازك، والنجوم. ويتضمن ذلك الحسابات للمواقع والسرعات والعزوم الزاوية والقوى المؤثرة على هذه الأجسام.
ويتم استخدام مبادئ الميكانيكا السماوية لتصميم أنظمة القمر الاصطناعي، واختيار مسارات الطيران لطائرات الاستكشاف الجوي، وتحديد مسارات الرحلات الفضائية، وحتى لتحديد مواقع الأجرام الفضائية التي تحتاج إلى متابعة دائمة لتجنب اصطدامها بكواكبنا.