有時航天器無法停止。燃料限制使得進入預定軌道成為不可能，因此任務只能進行近距離飛掠。飛掠是指偵測器高速掠過天體，並在短暫的時間視窗內收集資料。

幾何條件極為苛刻。儀器必須一次成功，在探測過程中精確指向目標。由於訊號微弱且距離遙遠，資料傳輸往往需要數小時甚至數天才能返回。

值得注意的飛掠任務

• 旅人2號飛越木星、土星、天王星和海王星
• 新視野號探測器於2015年飛掠冥王星
• 帕克太陽探測器多次飛掠太陽
• 卡西尼號飛掠土星衛星，然後進入軌道

飛掠飛行也起到引力輔助的作用。太空船掠過行星表面，無需消耗燃料即可改變速度或方向。任務規劃人員利用這些機動來抵達原本超出航程的目標。