人造卫星是绕地球旋转的。根据牛顿的万有引力定律，如果地球对它周围的物体产生引力，由于地球本身质量太大，所以引力也会很大，就会将它周围的卫星拉向自己。也就是说如果卫星没有其他力的帮助，它最终会落到地球上。然而，物理学的原理告诉我们，如果一个物体旋转时，要有向心力的支持，而当人造卫星绕地球转动时，二者之间的万有引力恰好提供了向心力，都用到卫星旋转上了，也就不会把卫星拉到地面了。当然卫星是按一定速度旋转的，并不是任何速度都可以的，在这个速度下，万有引力恰好全部转化为向心力。如果我们把地球看成一个均质的球体，它的引力场即为中心力场，其质心为引力中心。那么，要使人造地球卫星（简称卫星）在这个中心力场中作圆周运动，就是要使卫星飞行的离心加速度所形成的力（离心惯性），正好抵消（或平衡）地心引力。这时，卫星飞行的水平速度叫第一宇宙速度，即环绕速度。反过来说，卫星只要获得这一水平方向的速度后，不需要再加动力就可以环绕地球飞行。这时卫星的飞行轨迹叫卫星轨道。卫星轨道平面通过地球中心。如果速度稍大一些，则形成椭圆形轨道；如果达到逃逸速度，则为抛物线轨道，那时它将绕太阳飞行成为人造行星；如果达到第三宇宙速度，则为双曲线轨道，与太阳一样而绕银河系中心飞行。
就人造地球卫星来说，其轨道按高度分为低轨道和高轨道，按地球自转方向分为顺行轨道和逆行轨道。这中间有一些特殊意义的轨道，如赤道轨道、地球同步轨道、对地静止轨道、极地轨道和太阳同步轨道等。
卫星轨道的形状和大小是由长轴和短轴决定的，而交点角Ω、近地点幅角ω和轨道倾角则决定轨道在空间的方位。这五个参数称为卫星轨道要素（根数）。有时还包括近地点时刻，合称为六要素。有了这六要素，就可知道任何时刻卫星在空间的位置。高低轨道没有明确的划分界限，一般把离地面几百千米的卫星轨道称为低地球轨道。如果轨道倾角为零，轨道平面与地球赤道平面重合，则这种轨道叫赤道轨道。
轨道高度为35786千米时，卫星的运行周期和地球的自转周期相同，这种轨道叫地球同步轨道。如果地球同步轨道的倾角为零，则卫星正好在地球赤道上空，以与地球自转相同的角速度绕地球飞行，从地面上看，好像是静止的，这种卫星轨道就叫对地静止轨道，它是地球同步轨道的特例。对地静止轨道只有一条，即轨道倾角为90°时，轨道平面通过地球两极，所以这种轨道叫极地轨道。
如果卫星的轨道平面绕地球自转轴的旋转方向、角速度与地球绕太阳公转的方向和角速度相同，则它的轨道叫太阳同步轨道。太阳同步轨道为逆行轨道，倾角大于90°。
1970年4月24日21时35分，在甘肃酒泉东风靶场成功发送了“东方红一号”卫星。由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。