Mens andre forskere før ham havde observeret og teoretiseret om tyngdekraften, lagde Newtons banebrydende arbejde i hans bog "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (matematiske principper for naturfilosofi) i 1687 grundlaget for vores forståelse af tyngdekraften. Han:
* formuleret loven om universel gravitation: Denne lov siger, at enhver partikel i universet tiltrækker enhver anden partikel med en kraft, der er proportional med produktet af deres masser og omvendt proportional med kvadratet i afstanden mellem dem.
* forklarede bevægelsen af planeter og andre himmellegemer: Newtons gravitationslov kunne forklare de elliptiske kredsløb af planeter omkring solen og tidevandene forårsaget af månen.
Mens Einstein senere forfinede vores forståelse af tyngdekraften med sin teori om generel relativitet, forbliver Newtons arbejde grundlæggende og bruges stadig til mange praktiske anvendelser i dag.