Un satellite tourne autour d'un astre avec une vitesse telle que la force centrifuge compense son poids. Il est donc pseudo-isolé, ce pourquoi sa vitesse reste constante. Contrairement à une idée répandue, le satellite n'est pas en apesanteur. Il est même en permanence en train de tomber, mais, grâce à sa vitesse, tombe "à côté" de la Terre. Sans le frottement de l'air, on pourrait satelliser à n'importe quelle altitude, en pensant quand même à éviter les obstacles. Mais l'atmosphère empêche de placer un satellite à moins de 200 km d'altitude. Et encore y a-t-il un peu d'air dans ce coin, si bien le satellite placé aussi bas ne tiendra que quelques jours : freiné par l'air, il retombera fatalement dans l'atmosphère et s'y consumera.
La vitesse à donner à un satellite diminue avec l'altitude de celui-ci : plus il est haut, moins il est soumis à la gravité. La vitesse de satellisation est de 8 km/s à 200 km, 6,9 à 2000 km. Le vrai problème pour la mise en orbite n'est pas de monter : un V2 pouvait déjà, en lacement vertical, atteindre 200 km de haut. Toute la difficulté est de donner à la charge utile la vitesse voulue. C'est pourquoi un même lanceur envoie une charge à peine plus faible à 800 km qu'à 200 km d'altitude.
Une orbite circulaire se caractérise par son altitude et son inclinaison à l'équateur. Si cette dernière voisine 0°, l'orbite est dite équatoriale, si elle voisine 90°, elle est polaire.
Une orbite elliptique se caractérise par son inclinaison à l'équateur, son apogée (la plus grande distance à la terre), son périgée (la plus courte) et l'argument du périgée : celui-ci donne, pour une orbite elliptique inclinée, l'angle que fait la ligne reliant apogée et périgée avec le plan de l'équateur (inférieur ou égal à l'inclinaison de l'orbite).
La précession de la ligne des absides est l'axe reliant apogée et périgée (ligne des absides) d'une orbite elliptique inclinée. Il tourne autour de l'axe des pôles.
Un satellite géostationnaire présente une orbite circulaire équatoriale à 36000 km d'altitude. Sa période (temps pour une révolution) vaut la période de rotation de la Terre (environ 24 h). Ainsi, le satellite apparaît immobile vu depuis la surface de la Terre. Ce type d'orbite est employé pour les satellites de télécommunication et la plupart des satellites météo. Pour y accéder, on place le satellite sur une orbite elliptique dont l'apogée est à 36000 km. En y passant, on redonne un coup de gaz pour atteindre l'orbite définitive.
Une orbite héliosynchrone emploie une combinaison altitude/inclinaison comme 800km/100° telle que la précession nodale soit d'un peu moins d'un degré par jours (360° par an), de sorte que le satellite garde la même position par rapport au soleil. Il reste ainsi exposé au soleil, au-dessus de la zone de pénombre (soir / matin). On place sur de telles orbites certains satellites d'observation de la Terre, qui ainsi ont toujours vu sur un sol éclairé (avec lumière inclinée, donc ombres nette mettant les reliefs en valeur).