在天體表面，重力和向心力是引力的兩個分量，如果天體沒有自轉，則向心力等於0，重力等於引力，大小和方向相同；實際上天體的自轉會使得天體上隨著運動的物體產生慣性離心力，這個慣性離心力需要其它的力平衡，平衡離心力的這個力即中學物理中的“向心力”，離心力和“向心力”可以當作一對“作用力”與“反作用力”；實際上，真實存在的是慣性離心力，在物理上，重力是引力和慣性離心力的合力，“向心力”只是為了便於分析和計算而引入的一個虛擬的“等效力”，實際上不存在（應當指出，在普通物理學中，一般不用“向心力”的概念，常用的是慣性離心力，但是“向心加速度”的概念依然使用），等效地，“向心力”可以認為是引力的一個分量（另一個分量是重力）；通常情況下，天體的自轉角速度很小，離心力也很小，重力的數值近似等於引力。

引力、重力和向心力的關係可以用數學公式表達，這裡以重力加速度表示（推導過程略）

至於地球表面的物體、近地衛星和同步衛星的不同，地球表面的物體位於地面上，與地球的運動狀態相同，位置變化可以忽略，與地球的角速度相同，受到的主要作用力是重力，重力加速度恆定不變；近地衛星與地球表面的距離很近，可以近似認為衛星與地球的距離等於地球的半徑，即衛星與地面之間的距離（高度）在計算上可以忽略不計（但實際上高度仍然相當大），衛星受到的作用力即地球的引力，可以近似等於地面的重力，但是因為引力全部用作向心力，因此衛星的運動角速度遠大於地球的自轉角速度；同步衛星的主要特徵是衛星的運動角速度等於地球的自轉角速度，衛星的位置對應於地面的一個定點，相對於地面靜止，衛星受到的作用力是地球的引力，引力仍然全部用作向心力，因此衛星與地球之間的距離遠大於地球半徑，與地面的距離大約36000km。