Problem trzech ciał to dosyć abstrakcyjny problem ruchu trzech punktowych ciał oddziałujących ze sobą tylko przez grawitację (w przybliżeniu Newtona). Rzeczywiście wiemy, że wyjaśnienie szczegółów tego ruchu przyprawiało Newtona o ból głowy:-). Newton znalazł ścisłe rozwiązania dla ruchu dwóch ciał i pewnie wydawało mu się, że rozwiązanie problem trzech ciał nie będzie znacznie trudniejszy. Problem trzech ciał badał  K. F. Sundman (publikacja z 1912 r.), a jego rozszerzenie na problem dowolnej ilości ciał badali  L. K. Babadzanjanz (publikacja z 1979 r.) i Qiudong Wang (publikacja z 1991 r.).  Niestety rozwiązanie w postaci zamkniętej (czyli wyrażonej przez funkcje lub całki) nie jest możliwe. Obecnie mamy komputery, które potrafią obliczyć ruch trzech ciał z dużą dokładnością, ale ruch ciał punktowych nie jest dobrym przybliżeniem ciał tak bliskich jak Ziemia i Księżyc. Na ruch tych ciał mają istotne znaczenie siły pływowe i deformacje obu ciał wskutek sił grawitacji.

Oczywiście, że ciała poruszać się mogą tylko tak, jak przewidują to prawa fizyki. Podobny nieco problem budzą zasady fizyki formułowane w sposób teleologiczny (jak np.  zasada Fermata, wedle której promień światła porusza się tak, aby czas przejścia był minimalny).