Nogle rumfartøjer er bygget til at ankomme og blive. En orbiter går i kredsløb om et mållegeme og studerer det over måneder eller år, hvor den indsamler data over mange passager i stedet for under en kort forbiflyvning.

Afvejningen er brændstof. At komme i kredsløb om en fjern planet kræver en stor hastighedsændring, hvilket betyder enten et tungt fremdriftssystem eller en langsom, brændstofeffektiv indflyvning ved hjælp af tyngdekraftsassistance og aerobremsning.

Bemærkelsesværdige orbitere

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

Orbitere bærer ofte flere instrumenter: kameraer, spektrometre, radar og magnetometre. Data returneres langsomt over en lille radioforbindelse, så lagring og komprimering indbygget er lige så vigtig som instrumenterne selv.