O elipsă este o formă geometrică care este generată atunci când un plan intersectează o formă conică și produce o curbă închisă. Cercurile sunt un subset special al elipsei. Deși orice formulă specială pentru aceste forme poate părea destul de complexă, ele sunt o formă comună în sistemele naturale, cum ar fi în planurile orbitale din spațiu și la scară atomică.
Un oval este un alt nume general pentru o elipsă, ambele fiind curbe convexe închise în care orice linie trasată din două puncte de pe curbă se află în limitele curbei în sine. Totuși, elipsa are o simetrie matematică pe care un oval nu o are neapărat. Dacă o linie este trasată prin axa majoră a unei elipse, care este prin centrul ei și până la ambele capete ale sale cele mai îndepărtate, oricare două puncte de pe linie care sunt la fel de îndepărtate de centru sunt descrise ca puncte focare F1 și F2. Suma oricăror două linii trase de la F1 și F2 la circumferința elipsei se va aduna la lungimea totală a axei majore, iar aceasta este cunoscută ca proprietatea focală a elipsei. Când punctele focare ale lui F1 și F2 sunt în aceeași locație pe axa majoră, aceasta este adevărata definiție a unui cerc.
O altă ecuație de elipsă este ecuația polară, care este folosită pentru a determina periheliul și afeliul pentru punctele cele mai apropiate și cele mai îndepărtate de pe orbita unui corp, cum ar fi Pământul în jurul Soarelui. Luând locația lui F1 pe axa majoră ca fiind locația Soarelui, cel mai apropiat punct al formei elipsei de F1 ar fi periheliul. Cel mai îndepărtat punct al elipsei, pe partea opusă a lui F2, ar fi afeliu, sau cel mai îndepărtat punct al Pământului pe orbita sa a Soarelui. Ecuația polară reală este utilizată pentru a calcula raza unei orbite în orice moment în timp. Poate părea complicat atunci când este scris în formă algebrică, dar devine evident atunci când diagramele etichetate îl însoțesc.
Orbitele planetelor din jurul Soarelui au fost descoperite pentru prima dată ca având puncte de elipsă de către Johannes Kepler, care și-a publicat cercetarea de zece ani a orbitei lui Marte în 1609 în cartea intitulată Astronomia Nova, care înseamnă literalmente O nouă astronomie. Această descoperire a fost expusă mai târziu de Isaac Newton în 1687, când a publicat Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, literalmente Principiile. Acesta a detaliat legea gravitației universale a lui Newton care guvernează masa corpurilor care orbitează în spațiu.