În esență, gravitația este o forță atractivă între obiecte. Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu gravitația ca motiv din spatele lucrurilor care rămân pe suprafața Pământului sau „ceea ce urcă trebuie să coboare”, dar gravitația are de fapt o semnificație mult mai vastă. Gravitația este responsabilă pentru formarea Pământului nostru și a tuturor celorlalte planete și pentru mișcarea tuturor corpurilor cerești. Gravitația este cea care face ca planeta noastră să se învârte în jurul Soarelui, iar Luna să se învârtească în jurul Pământului.
Deși oamenii au fost întotdeauna conștienți de gravitație, au existat multe încercări de a o explica cu acuratețe de-a lungul anilor, iar teoriile trebuie îmbunătățite în mod regulat pentru a ține seama de aspectele gravitației neconsiderate anterior. Aristotel a fost unul dintre primii gânditori care a postulat motivul gravitației, iar el și alte teorii timpurii s-au bazat pe un model geocentric al universului, cu Pământul în centrul său. Galileo, fizicianul italian care a făcut primele observații telescopice susținând un model heliocentric al sistemului solar, cu Soarele în centru, a făcut și el pași în teoria gravitației la începutul secolului al XVII-lea. El a descoperit că obiectele cu greutăți diferite cad spre Pământ cu aceeași viteză.
În 1687, omul de știință englez Sir Isaac Newton și-a publicat legea gravitației universale, care este încă folosită pentru a descrie forțele gravitației în majoritatea contextelor cotidiene. Prima lege a lui Newton spune că forța gravitațională dintre două mase este direct proporțională cu produsul celor două mase și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele, sau matematic: F=G(m1m2/d2), unde G este un constant.
A doua lege a lui Newton spune că forța gravitațională este egală cu produsul dintre masa unui corp și accelerația acestuia, sau F=ma. Aceasta înseamnă că două mase care sunt atrase gravitațional una de cealaltă experimentează aceeași forță, dar că aceasta se traduce printr-o accelerație mult mai mare pentru un obiect mai mic. Prin urmare, atunci când un măr cade spre Pământ, atât Pământul, cât și mărul experimentează o forță egală, dar Pământul accelerează către măr cu o viteză neglijabilă, deoarece este mult mai masiv decât mărul.
Pe la sfârșitul secolului al XIX-lea, astronomii au început să observe că legea lui Newton nu ține seama perfect de fenomenele gravitaționale observate în sistemul nostru solar, în special în cazul orbitei lui Mercur. Teoria relativității generale a lui Albert Einstein, publicată în 19, a rezolvat problema orbitei lui Mercur, dar de atunci s-a constatat că și ea este incompletă, deoarece nu poate explica fenomenele descrise în mecanica cuantică. Teoria corzilor este una dintre cele mai importante teorii moderne care explică gravitația cuantică. Deși legea lui Newton nu este perfectă, este încă folosită și predată pe scară largă datorită simplității și apropierii sale de realitate.
Deoarece forța gravitațională este proporțională cu masele celor două obiecte care o experimentează, corpurile cerești diferite exercită o forță gravitațională mai puternică sau mai slabă. Din acest motiv, un obiect va avea greutăți diferite pe diferite planete, fiind mai greu pe planetele mai masive și mai ușor pe planetele mai puțin masive. Acesta este motivul pentru care oamenii sunt mult mai ușori pe Lună decât pe Pământ.
Este o concepție greșită populară că astronauții experimentează imponderabilitate în timpul călătoriilor în spațiu, deoarece se află în afara câmpului de forță gravitațională a unui corp mare. De fapt, imponderabilitate în timpul călătoriei în spațiu este de fapt obținută din cauza căderii libere – astronautul și naveta spațială sau racheta cad (sau accelerează) ambii la aceeași viteză. Aceeași viteză dă noțiunea de imponderabilitate sau de plutire. Acesta este același concept ca o persoană într-o plimbare cu „cădere liberă” într-un parc de distracție. Atât călărețul, cât și călătoria cad cu aceeași viteză, determinând călărețul să pară că cade independent de călătorie. Aceeași senzație poate fi experimentată în timp ce conduceți un avion sau un lift care se rupe brusc de rata normală de decent.