Secondo la NASA, l'apparente moto retrogrado dei pianeti è causato dalla differenza nella velocità orbitale dei pianeti. Ad esempio, poiché Marte prende il doppio del tempo per fare un giro intorno il sole come la Terra, quando la Terra passa in orbita su Marte, si verifica l'illusione del movimento retrogrado.
La NASA spiega l'illusione paragonando i pianeti alle auto da corsa su una pista ovale. Mentre la Terra arriva da dietro per sorpassare Marte, poiché la Terra impiega circa la metà del tempo per completare un giro, ogni due anni sembra che Marte si muova su e giù. Mentre la Terra si muove ulteriormente lungo la sua orbita curva, l'illusione scompare e Marte sembra di nuovo muoversi in linea retta. Inoltre, le orbite di Terra e Marte non si trovano nello stesso piano e sono leggermente inclinate l'una rispetto all'altra. Ciò provoca un'altra illusione in cui Marte si muove in uno schema a zigzag, invece che in un ciclo all'indietro. L'illusione si verifica non solo con Marte ma con tutti gli altri pianeti che orbitano più lontano dal sole. Secondo l'Università di LaSalle, a Copernico sono attribuiti i primi modelli che rappresentano la nostra attuale comprensione del movimento retrogrado, e il modello è stato ulteriormente perfezionato da Kepler.
