Noen romfartøy er bygget for å ankomme og bli. En romfartøy går inn i bane rundt et mållegeme og studerer det over måneder eller år, og samler inn data over mange passeringer i stedet for under en kort forbiflyvning.

Avveiningen er drivstoff. Å gå inn i bane rundt en fjern planet krever en stor hastighetsendring, som betyr enten et tungt fremdriftssystem eller en langsom, drivstoffeffektiv tilnærming ved hjelp av tyngdekraftsassistanse og aerobremsing.

Bemerkelsesverdige orbitere

• Mars Reconnaissance Orbiter
• Cassini på Saturn
• Måneoppdagelsesbane
• Juno på Jupiter

Romfartøyer har ofte med seg flere instrumenter: kameraer, spektrometre, radar og magnetometre. Data returnerer sakte over en liten radioforbindelse, så lagring og komprimering om bord er like viktig som instrumentene i seg selv.