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공전은 태양 주위를 도는 행성과 혜성, 이 행성 주위를 도는 위성, 쌍성의 경우 주성(主星) 주위를 도는 동반성 등 여러 경우에 나타난다. 지구공전의 증거로는 광행차(光行差), 연주시차(→시차), 도플러 효과 등이 있다.

공전주기는 한 천체가 궤도를 따라 한바퀴 도는 데 걸리는 시간을 말하며, 지구의 공전주기 결정은 별(항성년)·춘분점(회귀년)·근일점(근점년) 등을 기준으로 한다. 또 달의 공전주기는 별(항성월)·위상(삭망월)·교점(교점월)·근지점(근점월) 등을 기준으로 한다. 예를 들어 별을 기준으로 하면 지구의 공전주기는 365.2564일이고 달의 공전주기는 27.322일이다.

지구공전을 처음으로 주장한 사람은 약 2,000년 전 사모스의 아리스타르코스라고 생각된다. 그러나 그뒤 '지구공전설'은 '천동설'에 눌려 케플러 이전까지 빛을 보지 못했다. 근대에 들어 케플러는 스승인 티코 브라헤가 관측한 자료와 자신이 관측한 자료를 바탕으로 행성운동을 설명하는 3가지 경험법칙을 발견했다. 그 가운데 3번째 법칙이 공전주기와 장반경과의 관계이다. 이 관계는 '공전주기의 제곱은 장반경의 세제곱에 비례한다'는 법칙으로서, 케플러의 제3법칙 또는 '조화의 법칙'이라고 한다.

케플러가 죽은 후 뉴턴은 자신의 역학이론과 만유인력법칙으로 케플러의 경험법칙을 유도했다.