一種人造天體繞地球的運動。人造衛星是航太時代的第一種人造天體，由於它的品質遠小於地球的品質，因此在不考慮太陽、月球和其他星球的作用時，可以把人造衛星的運動近似地看成是質點在以地球的質心為力心，場力為萬有引力（見萬有引力定律的輳力場中的運動。
由於人造衛星隻受到通過地球質心的萬有引力的作用，所以它對於地球質心O的角動量守恆（見角動量守恆定律，因而它將在它的初速度向量同地球的質心O所構成的平面內運動。在此平面內所建立的以地球球質心 O為原點的極坐標系，人造衛星在此坐標系內的軌道方程為
式中
；
；
；(
r
o，φ
o)為人造衛星進入軌道時的位置；υ
o為衛星在這時刻速度的大小；
θ
o為這時的速度矢量
v
o同該時刻衛星關於 O的矢徑
r
o之間的夾角(圖1)；
g為
重力加速度；
R為地球的半徑。不同的初始條件將給出不同的運動軌道。運動軌道同
e的關系如圖2所示。為使人造衛星作圍繞地球的周期運動，必須使
e滿足0≤
e＜1這一條件。當人造衛星沿橢圓軌道運動時，軌道的長半軸
，短半軸
。在υ
o已確定的情況下，必須控制
θ
o以保證人造衛星運行的軌道曲線不同地球大氣層相交，否則人造衛星將很快墜落。
人造衛星沿橢圓形軌道運行時，它的運動規律遵循開普勒定律，此時地球的質心處於衛星運行軌道的一個焦點上，衛星軌道離地球質心最遠的點稱為遠地點，離地球質心最近的點稱為近地點。運行的周期
。
此周期和地球的自轉周期相等時，衛星稱為同步衛星。
人造衛星的實際運行軌道和在輳力場中算得的理論軌道之間將有所差異，這是因為人造衛星的運動還要受到太陽、月球等星體的作用，還要受到太陽光壓力的影響。此外，在理論計算中還應考慮空間大氣的影響和地球形狀的非球形的影響。當人造衛星的軌道比較靠近月球時，月球的引力作用將產生重要的影響，問題成為限制三體問題。
① 第一宇宙速度。當人造衛星的運行軌道為圓形時，e＝0。如衛星的初始位置在地球表面上，並且初始速度矢量和初始矢徑垂直，則r＝ro＝R，θo＝π/2。可得到
，這時人造衛星作繞地球的圓周運動。這個速度稱為第一宇宙速度，又稱環繞速度。它近似為7.9km/s。
② 第二宇宙速度。人造衛星運行軌道為拋物線時，e＝1。如初始時在地球上，ro＝R，則
。這時人造衛星將脫離地球引力作用，成為人造行星。這個速度稱第二宇宙速度，又稱逃逸速度。它近似為11.2km/s。
③ 第三宇宙速度。如要使人造天體脫離太陽系，則其初始最小速度約為16.7km/s，這個速度稱為第三宇宙速度。