Někdy se kosmická loď nemůže zastavit. Omezené množství paliva znemožňuje vstup na oběžnou dráhu, takže se mise spokojí s těsným průletem. Průlet vyšle sondu kolem nebeského tělesa vysokou rychlostí a během krátkého období shromažďuje data.

Geometrie je neúprosná. Přístroje musí fungovat hned napoprvé a během měření přesně zaměřit. Data se často přenášejí zpět po dobu hodin nebo dnů, protože signál je slabý a vzdálenost je obrovská.

Pozoruhodné průletové mise

• Voyager 2 kolem Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu
• Nové horizonty kolem Pluta v roce 2015
• Parker Solar Sonda opakovaně prolétá kolem Slunce
• Průlety Cassini kolem Saturnových měsíců před jejich uvedením na oběžnou dráhu

Průlety slouží také jako gravitační asistence. Kosmická loď prolétá kolem planety, aby změnila rychlost nebo směr bez spalování paliva. Plánovači misí používají tyto manévry k dosažení cílů, které by jinak byly mimo dosah.