Sommige ruimtevaartuigen zijn gebouwd om aan te komen en te blijven. Een orbiter komt in een baan rond een doelobject en bestudeert het gedurende maanden of jaren, waarbij gegevens worden verzameld tijdens vele passages in plaats van tijdens een korte vlucht.

De keerzijde is het brandstofverbruik. Om in een baan rond een verre planeet te komen, is een grote snelheidsverandering nodig. Dat betekent ofwel een zwaar aandrijfsysteem, ofwel een langzame, brandstofzuinige aanpak met behulp van zwaartekrachtassistentie en aerodynamische remmen.

Opvallende orbiters

• Marsverkenningsorbiter
• Cassini bij Saturnus
• Maanverkenningsorbiter
• Juno bij Jupiter

Ruimteschepen hebben vaak meerdere instrumenten aan boord: camera's, spectrometers, radar en magnetometers. Gegevens worden traag via een kleine radioverbinding teruggestuurd, dus interne opslag en compressie zijn net zo belangrijk als de instrumenten zelf.