物伍好體系的各物體之間由于萬有引力相互作用而具有的勢能叫做“引力勢能”。例如，地球周圍各物體和地球之間有引力作用，因此這個物體具有引力勢能。在物體遠離地心的情況下，通常將距地心無限遠處定為零勢能狀態（所以引力勢能總是負值），這時引力勢能公式應為：\[ U = -\frac{GMm}{r} \]該式又稱引力勢能公式，式中G是萬有引力常數，M、m分別為地球和物體的質量，r是物體與地心之間的距離。從研究兩個質點在萬有引力作用下的運動規律出發，人們通常把航天器達到環繞地球、脫離地球和飛出太陽系所需要的最小速度，分別稱為第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。第一宇宙速度（V1）航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度，也叫環繞速度。按照力學理論可以計算出V1＝7.9公里／秒。航天器在距離地面表面數百公里以上的高空運行，地面對航天器引力比在地面時要小，故其速度也略小于V1。第二宇宙速度（V2）當航天器超過第一宇宙速度V1達到一定值時，它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星，這個速度就叫做第二宇宙速度，亦稱逃逸速度。按照力學理論可以計算出第二宇宙速度V2＝11.2公里／秒。由于月球還未超出地球引力的范圍，故從地面發射探月航天器，其初始速度不小于10.848公里／秒即可。第三宇宙速度（V3）從地球表面發射航天器，飛出太陽系，到浩瀚的銀河系中漫游所需要的最小速度，就叫做第三宇宙速度。按照力學理論可以計算出第三宇宙速度V3＝16.7公里／秒。需要注意的是，這是選擇航天器入軌速度與地球公轉速度方向一致時計算出的V3值；如果方向不一致，所需速度就要大于16.7公里／秒了。可以說，航天器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的唯一要素，目前只有火箭才能突破宇宙速度。