Kepler se narodil v luteránské rodině ve svobodném říšském městě Weil der Stadt na jihu Německa. Na univerzitě v nedalekém Tůbingenu získal bakalářský a později i magisterský titul. Zde studoval u Michaela Mastlina, který byl zastáncem Koperníkovy teorie. Kepler jí začal nejen věřit, ale považoval ji i za nábožensky významnou a obhajoval ji jak z vědeckého, tak z náboženského hlediska.
Původně se měl Kepler stát farářem, ale roku 1594 přijal místo matematika ve Štýrském Hradci (Graz) V Rakousku. Jako okresní matematik sestavoval roční kalendář včetně astrologických předpovědí a vydáním z roku 1595 si získal renomé uznávaného astronoma. V publikaci Mysterium cosmographicum (Tajemství vesmíru) z roku 1596 ukázkově využil geometrii. Šlo o první veřejnou obranu Koperníkovy soustavy, kde Kepler vysvětluje Boží strukturu vesmíru založenou na pěti platónských tělesech a popisuje vztah mezi vzdáleností planety od Slunce a její rychlostí. Mezi čtenáře Mysteria patřil italský matematik Galileo Galilei, který potají připouštěl, že uznává Koperníka, a dánský šlechtic Tycho Brahe, který Keplerovi nabídl data ze své observatoře k upřesnění jeho teorií.
Roku 1600 byli protestanti vykázáni z Grazu a Johannes Kepler hledal únik před rostoucím náboženským napětím. Odcestoval do Prahy, kde byl Tycho dvorním matematikem císaře Rudolfa II. Když příštího roku Tycho zemřel, nastoupil Kepler na jeho místo. Uplynulo víc než čtvrt století, než s použitím dat svého předchůdce dokončil tzv. Rudolfínské tabulky (které měly nahradit do té doby používané Alfonsínské tabulky). Aby si během této dlouhé doby zajistil příjem, rozpracoval projekty, jejichž vrcholem byla díla Astronomiae pars optica (Optická část astronomie, 1604) a Astronomia nova (Nová astronomie, 1609). Prvním z nich vznikla moderní optika: Kepler zde popisuje lom světla, zákon převráceného čtverce pro intenzitu světla (což byl tehdy jen výborný odhad), odrazy od rovných i křivých zrcadel, dírkovou komoru, zrak a anatomii lidského oka včetně korekce krátkozrakosti a dalekozrakosti s použitím čoček. Druhé dílo představuje principy pohybu planet, které přinesly Keplerovi věhlas a nesou i jeho jméno.
Tychonovy údaje o oběžné dráze Marsu umožnily Keplerovi v Nové astronomií formulovat dva ze tří slavných zákonů o pohybu planet. První říká, že všechny planety se pohybují po elipse, která má v jednom ohnisku Slunce, a nikoli po kružnici. Podle druhého opíše spojnice planety a Slunce za stejný časový úsek vždy stejnou plochu.
Publikace se ale zdržela vyjednáváním s Tychovými dědici, kteří vlastnili potřebná data, až do roku 1609. Tychonův zeť Frans Tengnagel sice napsal úvod varující čtenáře před Keplerovými fyzikálními argumenty, ale navzdory tomu se Nová astronomie stala mistrovským matematickým dílem. I když později Isaac Newton svojí teorií gravitace vyvrátil Keplerův názor, že Slunce způsobuje pohyb planet magnetickou silou, Keplerovy zákony pohybu planet zůstaly velice přesné.
Do Prahy se brzy donesla zpráva, že Galileo Galilei použil k pozorování nebe nový vynález - dalekohled. Galileo v roce 1610 poslal Keplerovi kopii svého dílka Sidereus nuncius (Hvězdný posel), protože příznivé hodnocení od dvorního císařského matematika mu mohlo zvednout prestiž. Kepler neměl dalekohled, a nemohl proto potvrdit Galileova pozorování, ale vydal Rozpravu s Hvězdným poslem, kde se zmiňuje zejména o Galileově objevu Jupiterových měsíců. Odpůrci Koperníkovy soustavy tvrdili, že kdyby Země obíhala kolem Slunce, musela by ztratit svůj Měsíc, jenže díky Galileovi se ukázalo, že Jupiter si udržel kolem sebe hned čtyři oběžnice; proto Kepler jako první astronom Galilea veřejně ocenil. Kepler také v roce 1611 ve spise Dioptrice popsal, jak přesně funguje Galileův dalekohled, který kombinuje spojnou a rozptylnou čočku. Ihned také navrhl nový typ dalekohledu, dnes nazývaný Keplerův, který je založen na dvou spojkách, díky čemuž dosahuje vyššího zvětšení.
Kepler zažíval v Praze šťastné chvíle, jenže roku 1611 stihlo jeho císařského patrona Rudolfa II. šílenství a bratr Matyáš jej zbavil veškeré reálné moci. Dalšího roku Rudolf zemřel, Matyáš nastoupil na jeho místo a obnovil Keplerův post císařského matematika. Dovolil mu však odejít do Lince v Horních Rakousích, kde mohl pracovat jako matematik daleko od politických a náboženských těžkostí tehdejší Prahy.
Kepler v Linci
Kepler působil v Linci 14 let a byla to léta stejně plodná jako dříve u císařského dvora. Jeho pozice mu umožňovala věnovat se výzkumu a pokračovat v práci na Rudolfínských tabulkách. Přivydělával si přípravou horoskopů a efemerid, tedy tabulek s denními polohami planet na obloze. V krátkém pojednání z roku 1613 o sněhové vločce se šestiúhelníkovou symetrií vyřešil Kepler problém tzv. nejtěsnějšího uspořádání kulatých předmětů — například pomerančů na míse. Až ve 20. století se matematikům povedlo dokázat, že jeho řešení je správné. Kepler také v roce 1615 sepsal Novou stereometrii vinných sudů, což byla první kniha, která kdy byla vytištěna v Linci. Ačkoli její téma je poněkud překvapivé, uplatnila se později ve vývoji infinitezimálního počtu. V letech 1618 a 1620 vydal v Linci dvoudílný Výtah z Koperníkovy astronomie, což byla vůbec první učebnice Koperníkova systému. Její závěrečný díl vyšel ve Frankfurtu v roce 1621.
V kontrastu k těmto profesním úspěchům provázela Keplera v Linci řada potíží osobního rázu. Jeho první žena Barbara zemřela, ještě než opustil Prahu, a on měl postupně známost s jedenácti ženami, než konečně našel odpovídající náhradu, čtyřiadvacetiletou Susannu. Poté se v roce 1615 dozvěděl, že jeho matka Kateřina je obviněna, že otrávila jinou ženu, a bude souzena pro čarodějnictví. V letech 1617 — 1618 mu brzy po sobě zemřely dvě dcery, které měl se Susannou, a další nevlastní dcera. V roce 1619 se dostal do konfliktu s luteránskou církví kvůli svému neortodoxnímu postoji ke svátosti oltářní a kvůli prohlášení, že nejen luteráni, ale také kalvinisté a katolíci jsou nositeli náboženské pravdy.
Přesto pokračoval v práci na Rudolfínských tabulkách a dokázal se soustředit i na další velký úkol. Roku 1619 publikuje Harmonices mundi libri V (Pět knih o harmonii světa), které konečně obsahují třetí z jeho zákonů o pohybu planet. Zákon popisuje, jak souvisí oběžná doba planety s její vzdáleností od Slunce, přesněji že oběžná doba je úměrná vzdálenosti umocněné na tři poloviny. Tento vztah později umožnil Newtonovi dokázat, že síla, která drží planety na oběžných drahách, klesá s druhou mocninou vzdálenosti. Keplerův zákon tedy dává mj. do souvislosti planetu Merkur, nejbližší ke Slunci, která je oběhne za 88 dní, s nejvzdálenější planetou Neptun, která byla objevena až roku 1846. (Oběžná doba Neptunu je 164 let, takže svůj první oběh od okamžiku objevení dokončil až v roce 2010!)
Poslední dekáda Keplerova života se odehrávala ve stínu třicetileté války (1618 až 1548), která začala jako konflikt mezi katolíky a protestanty, ale rozšířila se v celoevropský boj o politickou nadvládu. Matyáš, císař Svaté říše římské, zemřel krátce po začátku války. Po několika měsících jej nahradil arcivévoda Ferdinand II., katolický extremista, který nařídil v Čechách a v Rakousku násilnou rekatolizaci. Keplerova pokračující práce na Rudafínskýcj tabulkách jej vázala k císařskému dvoru, ale mohl dílo vůbec dokončit, když zůstal protestantem?
Řešení této nejistoty bylo přerušeno roku 1620, když Kepler odjel do Wurttemberska pomáhat s obhajobou své matky. Jeho snaha však vyšla naprázdno, jeho matka Kateřina byla shledána vinnou a uvězněna na 14 měsíců. Po jejím pro- puštění roku 1621 se Kepler vrátil do relativního klidu v Linci. Jmenování císařským matematikem bylo obnoveno a jeho osobní bezpečnost zaručena. Přesto právě ve chvíli, kdy započal tisk Rudolfínských tabulek, vzplálo ve městě povstání a císař Ferdinand nařídil pro všechny protestanty konverzi či vyhnání. I když měl Kepler výjimku z tohoto nařízení, v nastalém zmatku byl zadržen. V létě 1626 se město Linec ocitlo v obležení rolníků, kteří zapálili jeho předměstí. Rukopis Rudolfínských tabulek byl zachráněn, ale oheň zničil tiskařský lis. Když skončilo obléhání, požádal Kepler o povolení odejít a najít konečně klidné místo, kde by tabulky mohly být vytištěny. Této cti se dostalo městu Ulm (kde se o dvě a půl století později narodil Albert Einstein), asi 160 kilometrů od Řezna, kde teď žila Keplerova rodina.
Rudolfínské tabulky umožňovaly počítat polohy planet tisíce let dopředu i zpětně s využitím teprve nedávno vynalezených logaritmů. Tabulky a vynález dalekohledu umožnily roku 1631 historicky první pozorování přechodu Merkuru přes sluneční kotouč. V roce 1629 vydal Kepler brožuru upozorňující na tento jev a také na tranzit Venuše, který však nebyl pozorovatelný v Evropě. Keplerovo stanovení tranzitu Merkuru se řadí k nejpůsobivějším předpovědím v celé historii vědy. (Na druhou stranu propásl předpověď dalšího tranzitu Venuše v roce 1639, který byl lépe pochopen až s použitím upravené Keplerovy práce.)
Sám Kepler se bohužel žádného přechodu nedočkal. V prosinci 1627 předal výtisk tabulek spokojenému císaři, jehož vrchní velitel vojska Albrecht z Valdštejna potlačil protestantskou revoltu. Valdštejn dostal za odměnu Vládu nad Zaháňským knížectvím, kam Kepler dorazil jako Valdštejnův osobní matematik. Do několika měsíců byli Většinoví protestanti v Zahání nuceně konvertováni anebo vyhoštěni, ale Kepler byl ušetřen. Roku 1630 rozhodl sněm říšských knížat, zvaných kurfiřti, v Řezně o odvolání Valdštejna z velení. V obavách o svoji budoucnost se Kepler vydal do Řezna, aby zhodnotil situaci. Cestou však onemocněl a 15. listopadu zemřel v domě, který je dnes Keplerovým muzeem. Jeho poslední dílo vyšlo až posmrtně v roce 1634, ačkoli je Kepler začal psát už jako student v Tůbingenu. Jmenuje se Sen a je o tom, jak by vypadala astronomie z pohledu bytostí žijících na Měsíci. Originální myslitel vědecké revoluce se tudíž stal i zakladatelem nového žánru populární literatury — science fiction.
