De acordo com a NASA, o movimento retrógrado aparente dos planetas é causado pela diferença nas velocidades orbitais dos planetas. Por exemplo, uma vez que Marte leva quase o dobro do tempo para fazer uma viagem ao redor o sol como a Terra, quando a Terra passa por Marte em órbita, a ilusão de movimento retrógrado ocorre.
A NASA explica a ilusão comparando os planetas a carros de corrida em uma pista oval. Como a Terra vem de trás para ultrapassar Marte, como a Terra leva cerca de metade do tempo para completar uma volta, a cada dois anos parece que Marte está se movendo para cima e para baixo. À medida que a Terra se move ao longo de sua órbita curva, a ilusão desaparece e Marte novamente parece estar se movendo em linha reta. Além disso, as órbitas da Terra e de Marte não ficam exatamente no mesmo plano e são ligeiramente inclinadas uma em relação à outra. Isso causa outra ilusão na qual Marte se move em um padrão de zigue-zague, em oposição a um loop para trás. A ilusão ocorre não apenas com Marte, mas com todos os outros planetas que orbitam mais longe do sol. De acordo com a LaSalle University, Copernicus é creditado com os primeiros modelos que representam nossa compreensão atual do movimento retrógrado, e o modelo foi posteriormente refinado pelo Kepler.
