L'héliocentrisme est une théorie physique qui place le Soleil au centre de l'Univers, ou, suivant les variantes, du seul système solaire. Selon des conceptions plus modernes, le Soleil n'est pas le centre mais un point fixe autour duquel s'organise le système. Même si le sens de cette affirmation a varié depuis les premières théories héliocentriques, l'héliocentrisme reste considéré comme une théorie valide pour décrire le système solaire.
Bien que quelques précurseurs, comme Aristarque de Samos vers -280, aient envisagé le mouvement de la Terre autour du Soleil, l'héliocentrisme prend son véritable essor avec les travaux de Nicolas Copernic, qui fut le premier à proposer un modèle héliocentrique incluant la Terre et toutes les planètes connues à l'époque. On doit à Galilée les observations astronomiques et les premiers principes mécaniques justifiant l'héliocentrisme, et à Johannes Kepler un modèle bien plus précis du système solaire, se démarquant notamment par l'introduction d'orbites elliptiques des planètes admettant le Soleil comme un de leurs foyers, et non plus circulaires.
La théorie de l'héliocentrisme s'est opposée à la théorie du géocentrisme, lors de la controverse ptoléméo-copernicienne, entre la fin du xvie siècle et le début du xviiie siècle : l'héliocentrisme fut l'objet d'interdits religieux, en 1616. Galilée fut condamné en 1633 pour son livre le dialogue sur les deux grands systèmes du monde. Les interdits furent levés en 1741 et 1757 par Benoît XIV.
Enfin, en 1687, Isaac Newton propose une formulation mathématique de la gravitation, et des lois de mécaniques qui permettent de démontrer les lois empiriques de Kepler. À partir du xviie siècle, l'héliocentrisme devint progressivement la représentation du monde communément adoptée en Occident. Au début du xviiie siècle, les observations confirmèrent définitivement la théorie de la gravitation de Newton, expliquant très précisément les phénomènes astronomiques alors observés. Déjà, dans la