Néhány űrhajót úgy terveztek, hogy megérkezzen és ott is maradjon. Egy keringőegység pályára áll egy célpont körül, és hónapokig vagy évekig tanulmányozza azt, számos átrepülés során gyűjtve adatokat, ahelyett, hogy egy rövid elrepülés során tenné.

A kompromisszum az üzemanyag. Egy távoli bolygó körüli pályára álláshoz nagy sebességváltozásra van szükség, ami vagy erős meghajtási rendszert, vagy lassú, üzemanyag-takarékos megközelítést jelent gravitációs rásegítés és aerofékezés alkalmazásával.

Nevezetes keringők

• Mars felderítő keringő szonda
• Cassini a Szaturnusznál
• Holdfelderítő űrszonda
• Juno a Jupiternél

A keringő űrjárművek gyakran több műszert is szállítanak: kamerákat, spektrométereket, radart és magnetométereket. Az adatok lassan térnek vissza egy kis rádiókapcsolaton keresztül, így a fedélzeti tárolás és a tömörítés ugyanolyan fontos, mint maguk a műszerek.