Een van de eerste wetenschappelijke pogingen om de ster van Bethlehem te verklaren gaat terug op het werk van Johannes Kepler aan het begin van de zeventiende eeuw. In 1604 nam Kepler een conjunctie van planeten waar, gevolgd door het verschijnen van een nova, wat hem ertoe bracht een soortgelijke hypothese voor te stellen voor de tijd van de geboorte van Jezus.
Kepler opperde dat de ster van Bethlehem zou kunnen overeenkomen met een drievoudige conjunctie van Jupiter en Saturnus in 7 v.Chr., in het sterrenbeeld Vissen. In de antieke astrologie werd Jupiter vaak met het koningschap verbonden, terwijl Saturnus met het Joodse volk in verband kon worden gebracht. Deze stand van de planeten zou dus kunnen zijn uitgelegd als de aankondiging van de geboorte van een koning in Israël.
Kepler overwoog ook dat deze conjunctie vergezeld kan zijn gegaan van een tijdelijk verschijnsel, zoals een nova, dat de zichtbaarheid van de gebeurtenis versterkte. Hoewel deze tweede hypothese niet door expliciete historische bronnen wordt bevestigd, getuigt zij van een poging om astronomische waarneming en historische interpretatie met elkaar te verbinden.
Het belang van Keplers voorstel ligt in zijn werkwijze: hij veronderstelt noch een louter symbolische constructie noch een willekeurig wonder, maar zoekt een natuurverschijnsel te identificeren dat binnen een bepaald cultureel kader kan zijn uitgelegd. Deze hypothese kent echter bepaalde beperkingen, met name vanwege het chronologische verschil met een geboorte rond 2 v.Chr., en omdat planetaire conjuncties visueel geen “enkele ster” opleveren die opvallend genoeg is om rechtstreeks overeen te komen met het verhaal van Matteüs.
Ondanks deze voorbehouden hebben Keplers werken de weg geopend naar een wetenschappelijke benadering van de kwestie en blijven zij het hedendaagse onderzoek naar de ster van Bethlehem beïnvloeden.