三体（three-body problem），天体力学中的基本力学模型。研究三个可视为质点的天体在相互之间万有引力作用下的运动规律问题。这三个天体的质量、初始位置和初始速度都是任意的。

在一般三体问题中，每一个天体在其他两个天体的万有引力作用下的运动方程都可以表示成3个二阶的常微分方程，或6个一阶的常微分方程。因此，一般三体问题的运动方程为十八阶方程，必须得到18个积分才能得到完全解。然而，现阶段还只能得到三体问题的10个初积分，还远不能解决三体问题。

由于三体问题不能严格求解，在研究天体运动时，都只能根据实际情况採用各种近似的解法，研究三体问题的方法大致可分为3类：第一类是分析方法，其基本原理是把天体的坐标和速度展开为时间或其他小参数的级数形式的近似分析表达式，从而讨论天体的坐标或轨道要素随时间的变化；第二类是定性方法，採用微分方程的定性理论来研究长时间内三体运动的巨观规律和全局性质；第三类是数值方法，这是直接根据微分方程的计算方法得出天体在某些时刻的具体位置和速度。这三类方法各有利弊，对新积分的探索和各类方法的改进是研究三体问题中很重要的课题。

三体问题的特殊情况：当所讨论的三个天体中﹐有一个天体的质量与其他两个天体的质量相比﹐小到可以忽略时﹐这样的三体问题称为限制性三体问题。一般地把这个小质量的天体称为无限小质量体﹐或简称小天体﹔把两个大质量的天体称为有限质量体。

把小天体的质量看成无限小﹐就可不考虑它对两个有限质量体的吸引﹐也就是说﹐它不影响两个有限质量体的运动。于是﹐对两个有限质量体的运动状态的讨论﹐仍为二体问题﹐其轨道就是以它们的质量中心为焦点的圆锥曲线。根据圆锥曲线为圆﹑椭圆﹑抛物线和双曲线等四种不同情况﹐相应地限制性三体问题分四种类型﹕圆型限制性三体问题﹑椭圆型限制性三体问题﹑抛物线型限制性三体问题和双曲线型限制性三体问题。

希尔按限制性三体问题研究月球的运动﹐略去太阳轨道偏心率﹑太阳视差和月球轨道倾角﹐实际上这就是一种特殊的平面圆型限制性三体问题。他得到的周期解﹐就是希尔月球运动理论的中间轨道。

在小行星运动理论中﹐常按椭圆型限制性三体问题进行讨论﹐脱罗央群小行星的运动就是太阳-木星-小行星所组成的椭圆型限制性三体问题的等边三角形解的一个实例。布劳威尔还按椭圆型限制性三体问题来讨论小行星环的空隙。抛物线型限制性三体问题和双曲线型限制性三体问题在天体力学中则用得很少。人造天体出现后﹐限制性三体问题有了新的用途﹐常用于研究月球火箭和行星际飞行器运动的简化力学模型﹐见月球火箭运动理论和行星际飞行器运动理论。

牛顿的引力理论正确预测两个互相吸引的天体(比如太阳和地球)的运动规律——它们的轨道基本是椭圆形。但如果有3个天体(比如太阳、地球和月球)互相作用，它们的运行轨道有什幺规律?这就是着名的“三体问题”。2013年，有两位科学家一口气找到了13组新的周期性特解，震惊了科学界。

“三体问题”的提出可以追溯到17世纪80年代，当时英国物理学家、数学家艾萨克·牛顿运用他的引力理论正确预测两个互相吸引的天体(比如太阳和地球)的运动规律——它们的轨道基本是椭圆形。但如果有3个天体，比如太阳、地球和月球相互作用，它们的运行轨道是什幺样的?牛顿没能给出通用的特解答案。

简单地说，“三体问题”就是探讨3个质量、初始位置和初始速度都为任意的可视为质点的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律问题。

随后的200多年中，科学家们为解决这个问题绞尽脑汁，直到1887年德国数学家、天文学家海因里希·布伦斯指出，寻找三体问题的通解注定是无用功，只在特定条件下成立的特解才可能存在。

1889年，法国数学家、天体力学家亨利·庞加莱将複杂的三体问题简化成了所谓的“限制性三体问题”。但他发现，即使对简化了的限制性三体问题，在同宿轨道或者异宿轨道附近，解的形态会非常複杂，以至于对于给定的初始条件，几乎没有办法预测当时间趋于无穷时，这个轨道的最终命运。而这种对于轨道的长时间行为的不确定性，这被称为“混沌”(chaos)现象。表明了通常情况下三体问题的解是非周期性的。

要发现三体问题的周期性特解绝非易事——自“三体问题”被确认以来的300多年中，人们只找到了3组周期性特解。

法国数学家、物理学家约瑟夫·拉格朗日和瑞士数学家、物理学家莱昂哈德·欧拉在18世纪得到了一些结果;20世纪70年代，美国数学家罗杰·布鲁克和法国天文学家米歇尔·赫农藉助计算机又得到了更多的结果;1993年，美国数学家、物理学家克里斯·摩尔发现一种奇特现象——特解中3个天体的运动似在一条“8”字形的轨道上互相追逐。上述所有这些被发现的特解可以被归结为下面3族:拉格朗日-欧拉族、布鲁克-赫农族和“8”字形族。拉格朗日-欧拉族的解比较简单，就是三个天体等间距地在圆轨道上运动，就像旋转木马那样。布鲁克-赫农族的解比较複杂，两个天体在里面横冲直撞，第三个天体在它们外围做环绕运动。

要知道，发现新的特解不是一件容易的事:三个天体在空间中的分布可以有无穷多种情况，必须找到合适的初始条件——起始点、速度等，才能使系统在运动一段时间之后回到初始状态，即进行周期性的运动。

2013年，塞尔维亚物理学家米洛万·舒瓦科夫和迪米特拉·什诺维奇发现了新的13族特解。他们在着名学术期刊《物理评论快报》上发表了论文，描述了他们的寻找方法:运用计算机模拟，先从一个已知的特解开始，然后不断地对其初始条件进行微小的调整，直到新的运动模式被发现。这13族特解非常複杂，在抽象空间“形状球”中，就像一个鬆散的线团。

三体问题特解的族数被扩充到了16族。这一新发现令科学界欢欣鼓舞。多年来一直从事三体问题研究的美国科学家罗伯特·范德贝说，“我非常喜欢这一成果”。另一位美国科学家理察·蒙哥马利说:“这些结果非常美妙，而且描述非常精彩。”中国科学家周海中表示，他们的成果加深了人们对天体运动的了解，促进了天体力学和数学物理的进一步发展，尤其是对人们研究太空火箭轨道和双星演化很有帮助。

2014年1月，一个国际天文学家小组利用美国国家科学基金会(NSF)所属格林班克射电望远镜发现一个奇特的“三体”恆星系统，这个系统中包含两颗白矮星以及一颗拥有超高密度的脉冲星。

脉冲星是中子星的一种，随着它们的高速自转，它们发出的无线电波会像大海中的灯塔一样周期性地扫过周围空间。此次发现的这颗脉冲星距离地球约4200光年，自转速度是每秒366圈。这类脉冲星被归类为“毫秒脉冲星”，天文学家们利用这类天体作为研究多种现象的精确计时工具，其中包括搜寻难觅蹤迹的引力波。

后续的观测发现这颗脉冲星旁边还存在一颗白矮星，它们在轨道上相互绕转，而这对“双星”本身又在更远的距离上围绕另外一颗白矮星运转。

西肯塔基大学天文学家杰森·博伊尔(Jason Boyles)最早在2012年在利用格林班克望远镜开展大範围巡天观测并搜寻脉冲星的过程中最先发现了这颗脉冲星目标，当时他还是该校的研究生。

研究人员利用格林班克望远镜，位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜，以及位于荷兰的综合孔径射电望远镜开展了密集的观测研究工作。科学家们还调用了来自斯隆数字巡天(SDSS)，GALEX卫星，亚利桑那基特峰WIYN望远镜，以及斯皮策空间望远镜的数据。

在三体系统中，每个成员感受到来自其它成员的引力扰动是非常纯净且强烈的。毫秒脉冲星提供了一个强有力的测量工具，可以非常精确地被用于对扰动进行测量。

等效原理(equivalence principle)，尤其是强等效原理，在广义相对论的引力理论中居于极重要的地位，根据强等效原理，稍远处外侧的那颗白矮星产生的引力影响，对于内侧的两颗星，即一颗中子星和一颗白矮星所产生的影回响当是一样的。而如果在这一极端情形下强等效原理失效，那幺外侧那颗白矮星对内侧的中子星和白矮星施加的引力影回响当会存在轻微的差异，而高精度的脉冲星计时测量将能很轻易的显示出这一点。

通过对这颗脉冲星发出的脉冲周期进行精确计时，研究者能够判断强等效原理是否出现了失效，测量的精度将会比此前进行过的任何测量都要高出几个数量级。