Manche Raumfahrzeuge sind so konstruiert, dass sie ankommen und dort verbleiben. Ein Orbiter tritt in eine Umlaufbahn um einen Zielkörper ein und untersucht ihn über Monate oder Jahre hinweg, wobei er Daten über viele Vorbeiflüge hinweg sammelt, anstatt während eines kurzen Vorbeiflugs.

Der Kompromiss liegt im Treibstoffverbrauch. Der Eintritt in eine Umlaufbahn um einen fernen Planeten erfordert eine große Geschwindigkeitsänderung, was entweder ein schweres Antriebssystem oder einen langsamen, treibstoffsparenden Ansatz mit Hilfe von Swing-by-Manövern und Aerobraking bedeutet.

Bemerkenswerte Orbiter

• Mars Reconnaissance Orbiter
• Cassini bei Saturn
• Mondaufklärungsorbiter
• Juno bei Jupiter

Orbiter tragen oft mehrere Instrumente: Kameras, Spektrometer, Radar und Magnetometer. Die Daten werden über eine schwache Funkverbindung langsam übertragen, daher sind die bordeigene Speicherung und Komprimierung ebenso wichtig wie die Instrumente selbst.