Kolme keha probleem on tuntud probleem füüsikas ja klassikalises mehaanikas, milles antakse ette kolme keha algasukohad ja algkiirused (impulsid) ja lahendatakse antud süsteem kolme punktmassi järgnevate liikumiste jaoks vastavalt Newtoni seadustele ja Newtoni gravitatsiooniteooriale.[1]
Kolme keha probleem on erijuht üldisemast n-keha probleemist. Erinevalt kahe keha probleemist puudub kolme keha probleemil lõpliku kujuga lahend kõikide algtingimuste jaoks.