Mens andre før ham havde observeret tyngdekraften fænomenet, var Newton den første til at udvikle en omfattende matematisk beskrivelse af det. Han formulerede loven om universel gravitation I sit banebrydende arbejde, filosofiæ naturalis principia matematica , udgivet i 1687.
Denne lov siger, at hver partikel af stof i universet tiltrækker enhver anden partikel med en kraft, der er proportional med produktet af deres masser og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem dem.
Det er vigtigt at bemærke, at Newtons arbejde var baseret på observationer og arbejde fra tidligere forskere, herunder Galileo Galilei og Johannes Kepler.