研究两个有限质量物体间因万有引力相互作用而产生之运动状况，是为二体问题。为了使问题简化，我们通常假设两个条件。其一是两个物体均是球对称的，因此可视两物体之质量分别集中于各自之球心。其二是两物体之间除万有引力外无其他相互作用力，亦无外力作用。参阅附图，则m1之运动方程式为： m2之运动方程式为： 式中，G为万有引力常数。因此，如果知道m1与m2的起始位置与速度，即可由上述运动方程式求出m1与m2的运动状况。求解m1与m2之位置与速度之问题就是有名的二体问题，由牛顿氏解出。在大部分的情况，我们有兴趣的是两物体间的相对运动，或者是两物体相对于它们质心的运动。m2相对于m1的运动方程式为： 这是研究二体问题的基本微分方程式，可以向量表示如下图。