A pálya egy égitestnek egy adott térbeli pont körül leírt útvonala, például a Holdnak a Föld körül leírt útvonala. A pályákat a gravitáció határozza meg, és gyakran ‘elliptikusak’, vagyis ovális alakúak.
Minden műholdat a küldetésének végrehajtásához legalkalmasabb pályára állítanak. Például a Föld-megfigyelő műholdakat általában alacsony (400–1 200 km) körpályára állítják. Ez lehetővé teszi számukra, hogy néhány óránként egyszer körbejárják a Földet, és részletes felvételeket készítsenek a bolygó felszínéről.
Ezeknek a műholdaknak a legalkalmasabb pályája a “poláris” pálya, amely az Északi- és a Déli-sark felett vezet. Miközben a Föld alattuk forog, a műholdak közvetlenül lefelé nézhetnek, és néhány nap alatt – sávról sávra – a teljes bolygót felmérhetik.
Az időjárási és távközlési műholdak gyakran nap 24 órájában ugyanazon a földrészen “lebegnek”. Ezt az teszi lehetővé, hogy körpályára állítják őket, körülbelül 36 000 km-re az Egyenlítő felett. Ezen a magasságon lépést tartanak a Föld forgásával, így mindig ugyanazokat a helyeket figyelik. Ezt “geostacionárius pályának” nevezik. Egyes műholdak – köztük a Nemzetközi Űrállomás – alacsony pályán keringenek, amelyek az Egyenlítőhöz képest ferde (dőlt) szögben helyezkednek el.
Számos tudományos műhold, például az ESA Cluster és XMM-Newton műholdjai, nagyon elliptikus (tojás alakú) pályákon keringenek, amelyek során egyszerre közel kerülnek a Földhöz, majd ismét messzire távolodnak tőle.
