天文動力學方法是研究人造天體運動過程的受力情況及其規律的科學方法。人造天體的受力，除引力外還有大氣阻力及火箭推力。天文動力學主要研究在這三種力的作用下，如何選擇最佳發射和回收方案，以減少發射能量，確保運動穩定性。
可分三個階段處理：①發射段。要求火箭以最小的能量克服大氣阻力和地球引力，使人造天體能按預定軌道運行。在數學方法上主要是解決一個變分問題，解幾組非線性常微分方程，從而選擇火箭運動的最最佳化方案——確定火箭最合適的推力以及人造天體的重量和初速度。②軌道飛行段。人造天體主要在引力作用下運行。如果人造天體的軌道較低，大氣阻力不可忽視，就要建立包括引力和阻力作用的運動方程。如果人造天體面積較大，又多了一個太陽光壓因素。這些影響因素的綜合效應，使人造天體的運動很複雜，目前尚未得到可預測任何時刻位置的解析解，只能得到數值解。因此要求儘可能多的地面觀測點，以提高觀測人造天體軌道的精度，改正理論計算。③回收段。要回收人造天體，必須開動人造天體上的火箭使它減速。關鍵是控制好開動火箭的時刻、發射方向和發射能量。另外，要把登月和行星際飛行器送入脫離地球引力的軌道上，應充分考慮利用地球公轉和自轉的慣性力以及其他天體的引力，以節省發射能量，起到事半功倍的作用。
