用系繩或鏈與太空梭、航太站或飛船相連、可以施放和收回的人造地球衛星。系留衛星可重複使用。它可從近地軌道運行的太空梭中向上或向下施放出100公裡左右的距離。飛行任務完成以後,系留衛星的有效載荷可收回到太空梭的軌道器裏。系留衛星在研究地球大氣方面具有獨特的優點。在150公裡以下的空間,大氣阻力會使航天器迅速地脫離軌道而墜毀,而系留衛星則可從運行的太空梭上向下(朝向地球)放到較低的高度,用以收集全球範圍內這個高度的大氣參數。系留衛星也可從太空梭中向上((遠離地球)施放,進行有關電動力學方面的研究。系留衛星還可進行對地觀測,用於地球資源勘測、地震監測、環境污染監測等。在工程應用上,它可用於大氣阻力、升力、力矩和氣動加熱方面的研究。系繩或鏈可用作甚低頻通信系統的長線天線。系留衛星還可以為航天飛機或未來的航天站提供電源以及使用系繩改變衛星的軌道高度。美國和意大利正在合作研制系留衛星,計劃在航天飛機上進行施放、控制和收回等項試驗。