מאות XVI-XVII נקראות בצדק על ידי רבים אחת התקופות המפוארות ביותר בהיסטוריה של הפיזיקה. בתקופה זו הונחו ברובם היסודות, שבלעדיו המשך הפיתוח של המדע הזה יהיה פשוט בלתי מתקבל על הדעת. קופרניקוס, גלילאו, קפלר עשו עבודה מצוינת להכריז על הפיזיקה כמדע שיכול לענות כמעט על כל שאלה. בולט בשורה שלמה של תגליות עומד חוק הכבידה האוניברסלית, שהניסוח הסופי שלו שייך למדען האנגלי המצטיין אייזק ניוטון.
המשמעות העיקרית של עבודתו של מדען זה לא הייתה בגילוי כוח הכבידה האוניברסלי - גם גלילאו וגם קפלר דיברו על נוכחותה של כמות זו עוד לפני ניוטון, אלא בעובדה שהוא היה הראשון כדי להוכיח שגם על כדור הארץ וגם בחלל החלל, אותם כוחות של אינטראקציה בין גופים פועלים.
ניוטון בפועל אישר וביסס תיאורטית את העובדה שבכלל כל הגופים ביקום, כולל אלהאשר ממוקמים על כדור הארץ, מתקשרים זה עם זה. אינטראקציה זו נקראת כבידה, בעוד שתהליך הכבידה האוניברסלי עצמו נקרא כבידה.
אינטראקציה זו מתרחשת בין גופים מכיוון שיש סוג מיוחד, בניגוד לאחרים, של חומר, אשר במדע נקרא שדה הכבידה. שדה זה קיים ופועל סביב כל חפץ לחלוטין, בעוד שאין הגנה מפניו, שכן יש לו יכולת שאין דומה לה לחדור לכל חומר.
כוח הכבידה האוניברסלי, שהגדרתו וניסוחו ניתנו על ידי אייזק ניוטון, תלוי ישירות במכפלת מסות הגופים המקיימים אינטראקציה, ולהפך בריבוע המרחק בין העצמים הללו. לפי ניוטון, שאושר ללא עוררין על ידי מחקר מעשי, כוח הכבידה האוניברסלי נמצא בנוסחה הבאה:
F=Mm/r2.
קבוע הכבידה G, השווה בערך ל-6.6710-11(Nm2)/kg2, הוא בעל חשיבות מיוחדת בו.
כוח הכבידה שבו נמשכים גופים לכדור הארץ הוא מקרה מיוחד של חוק ניוטון והוא נקרא כוח משיכה. במקרה זה, ניתן להזניח את קבוע הכבידה ומסת כדור הארץ עצמו, ולכן הנוסחה למציאת כוח הכבידה תיראה כך:
F=mg.
כאן g אינו אלא תאוצת הכבידה, שערכה המספרי שווה בקירוב ל-9.8 m/s2.
חוק ניוטון מסביר לא רק את התהליכים המתרחשים ישירות על כדור הארץ, הוא נותן מענה לשאלות רבות הקשורות למבנה של מערכת השמש כולה. בפרט, לכוח המשיכה האוניברסלי בין גרמי השמיים יש השפעה מכרעת על תנועת כוכבי הלכת במסלוליהם. התיאור התיאורטי של תנועה זו ניתן על ידי קפלר, אך הצדקתו התאפשרה רק לאחר שניוטון ניסח את החוק המפורסם שלו.
ניוטון עצמו חיבר בין תופעות הכבידה הארצית והחוץ-ארצית באמצעות דוגמה פשוטה: כאשר נורה תותח, הגרעין אינו עף ישר, אלא לאורך מסלול קשתי. יחד עם זאת, עם עלייה במטען של אבק השריפה ובמסה של הגרעין, האחרון יעוף רחוק יותר ויותר. לבסוף, אם נניח שאפשר להשיג מספיק אבק שריפה ולעצב תותח כזה שהכדור תותח יעוף מסביב לכדור, אז לאחר שעשה את התנועה הזו, הוא לא ייעצר, אלא ימשיך בתנועתו המעגלית (אליפסואידית) לתוך לוויין מלאכותי של כדור הארץ. כתוצאה מכך, כוח הכבידה זהה בטבע הן בכדור הארץ והן בחלל החיצון.
