克卜勒方程式是克卜勒根据他的面积定律(law of areas)导出来的，而面积定律就是克卜勒第二定律(Kepler's second law)的几何描述。面积定律指出，当一行星绕太阳运行时，由太阳到行星之位置向量（此向量之大小与方向随行星之运行而变化）所扫过的面积与时间成正比。另一种说法是，由太阳到行星之位置向量所扫过的面积变率为一常数。因此在附图中，PFA之面积（由AP弧与 两直线所包围之面积）与行星由A 到P 之时间间隔(t－r)成正比，即 式中，h 为比例常数；n 为时均运动(mean motion)；a 为半长轴；b 为半短轴。其次，QCA之面积为a2E/2；而直角三角形QCR之面积为(a2/2)sinEcosE，因此QRA之面积为： 另根据圆面积与椭圆面积的相关性可得： 最后，直角三角形PRF之面积为： 式中，e 为离心率(eccentricity)，(x, y)为P 点的位置坐标。于是PFA面积为： 亦即M＝E－esinE。此即克卜勒方程式。M＝n(t－τ)称为平均方位角(mean anomaly)。克卜勒方程式亦可用解析方法导出。