1594年，奧地利的格拉茨新教高級中學的數學教師死了，要求圖賓根大學給選派一名后繼者。此時開普勒的神學課程僅有一年就讀完了，但校方認為他作教士不夠虔誠，就極力推薦他去格拉茨。他的朋友也勸他放棄神學。同年開普勒到了格拉茨中學教數學、天文，后來又教古典文學、修辭學和道德學。

　　1596年開普勒在宇宙論方面發表了第一本重要的著作：《宇宙的神秘》。在其中他明確主張哥白尼體系，同時也因襲了畢達哥拉斯和柏拉圖用數來解釋宇宙構造的神秘主義理論。他在序言中指出：“我企圖去證明上帝在創造宇宙并且調節宇宙的次序時，看到了從畢達哥拉斯和柏拉圖時代起就為人們所熟知的五種正多面體，上帝按照這形體安排了天體的數目、它們的比例和它們運動間的關系。”他認為土星、木星、火星、地球、金星和水星的軌道分別在大小不等的六個球的球面上，六球依次套切成正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體和正二十面體，太陽居中心。這種假設盡管荒唐，但卻促使開普勒去進一步尋找正確的宇宙構造理論。他把這本書分寄給了一些科學名人。丹麥天文學家第谷·布拉赫雖不同意書中的日心說，卻十分佩服開普勒的數學知識和創造天才。伽利略也把他引為探索真理的同仁。

　　由于反宗教改革運動，使格拉茨中學重新回到天主教的懷抱，新教徒的師生全被趕出了校門。開普勒這位新教徒卻因名聲顯赫而被破例復聘。他看到自己的學生盡數散去，不愿再回格拉茨，就接受了第谷的邀請，于1600年來到布拉格郊外的天文臺，作第谷的助手。第谷是望遠鏡發明以前的最后一位偉大的天文學家，也是世界上前所未有的最仔細、最準確的觀察家。他當時充任神圣羅馬帝國的皇室數學家，隨皇帝魯道夫二世住在布拉格。他的宇宙理論是托勒密體系和哥白尼體系的混合，他認為行星繞太陽旋轉，太陽又率群星圍地球運行。但是第谷對天體方位進行了幾十年的觀測，積累了大量的精確材料，開普勒在天文學上的偉大發現，就是通過歸納分析這些材料得出的。

　　占星家

　　1601年第谷去世，開普勒繼任為皇帝魯道夫二世的御用數學家。給他的俸祿只有第谷的一半，且常常拖欠。他對第谷的遺著作了整理，1602年出版了第谷的《新天文學》六卷，1603年印行了第谷的《釋彗星》。