蘋果熟了，會掉到地上；樹葉枯了，也會掉到地上；就連被風揚起的塵埃，最終還是落向地麵。可地球在宇宙中運行，為什麼沒有墜落呢？在古代，人們無法解釋這個問題，就想象大地是一塊巨大的圓盤，由大象和鯨魚馱著。
後來，有人提出大地是一個球體的觀點，但很多人對此表示懷疑。15世紀時，有人畫了一張嘲笑主張大地是球體的人們的畫，名為《腳底相對的人》，還懷疑地說，如果地是球體的話，那麼居住在地球另一麵的人為什麼沒有從地球上掉下來呢？
17世紀，開普勒提出行星沿橢圓形的軌道運行以後，就產生了一個問題：為什麼行星不知疲倦地繞太陽做橢圓運動而沒有在太空墜落？有什麼力量驅使嗎？
在前人研究的基礎上，萬有引力定律被英國物理學家、數學家牛頓提出來了：宇宙間的物體都有引力，它是物體本身所固有的性質，這就是引力的萬有性。行星之所以保持在各自的軌道上，是由於太陽的引力。這是一項重大發現。
依據萬有引力定律，地球上的萬事萬物都受到了地心引力的作用。因此，蘋果、樹葉、塵埃會落向地麵。而我們通常所說的“向上”或“向下”也應該這樣來解釋：大地是球麵，球的中心稱為地心，指向著地心的方向稱為“向下”，反地心的方向稱為“向上”。這樣一來，就不存在上下的問題，站在地表各個不同地點，腳都指向地心引力的方向，頭都朝反地心引力的方向。
同樣，我們可以設想，地球之所以沒有墜落而是圍繞太陽運行，是受太陽引力的作用。但地球為什麼沒有落到太陽上去呢？為了搞清這個問題，牛頓以月球為對象，進行了一番測算：月球與地球的距離大約是地球直徑的30倍。如果物體以每秒8千米的速度在靠近地球表麵的地方繞轉，那麼在距離60倍遠的地方，繞轉速度將減少到1／8。這樣在相當於月球的位置，繞轉速度從理論上是每秒約1千米。經過計算，月球環繞地球運動的那個圓周半徑，相當於地球半徑的60倍，地球的圓周長約4萬千米。因此這個圓周的長度，也將是地球圓周的60倍，就是長約240萬千米。實際觀察的結果是，月球環繞地球一周，約27.33天，一天等於86400秒，用它來除月球環繞地球運動的圓周半徑，就得出月球每天運行87820千米，可以很快知道，答案與牛頓所求出的月球繞轉速度相符，即運行速度每秒約1千米。
這個重要發現證明，一切天體所有的萬有引力，包括地球的引力是同一種力。因此月球運行時能保持平衡，高速運行產生的慣性和地球的引力使月球不會遠離地球，也不會靠近地球。同樣，地球和太陽間的距離大約是太陽半徑的215倍，地球的繞轉速度每秒約30千米，地球運動產生的慣性，使它沒有越來越靠近太陽，也就不至於落到太陽上；太陽對地球的引力使地球不能脫離太陽。
我們做一個簡單的實驗就能很容易說明這個道理，將一根繩子一端係上小石子，一端拿在手上，以手為中心讓石子在空中轉圈。慣性離心力的作用使它遠離手，緊拉著的繩子又不讓它飛去，這樣繩子就在固定的軌道上運動。同理，繞日而轉的行星和它們的衛星，在離心力和萬有引力的雙重作用下，就使它們按照各自的軌道穩定地運行。