Già nel titolo l’astronomo tedesco anticipa la novità dell’opera: l’astronomia è definita nuova perché per la prima volta si abbandona il principio della circolarità dei moti celesti, e perché per la prima volta la causa dei moti è spiegata mediante l’azione di una forza fisica reale, “il sole vero”. Nell’introduzione Keplero annuncia trionfalmente di aver vinto "una lotta contro Marte": è infatti dallo studio del pianeta Marte che l’astronomo deduce le sue due leggi della traiettoria ellittica dei pianeti e del loro moto non uniforme. L’opera si dipana attraverso un labirinto di ipotesi, calcoli interminabili e osservazioni così complicate da renderla unica nel suo genere, ma quasi illeggibile. Presentando anche le ragioni filosofiche e religiose per dar credito all'eliocentrismo, l’opera assume i toni di una autobiografia scientifica. Keplero esprime la sua gratitudine nei confronti di Copernico e di Tycho Brahe, delle cui osservazioni si avvale. Dedicata all’imperatore Rodolfo II, - Keplero ricoprì la carica di astronomo imperiale - l’Astronomia nova non viene più pubblicata sino al 1860.