Jest to statek kosmiczny (z załogą lub bez załogi) okrążający ciało niebieskie (np. planetę, Księżyc) po orbicie zamkniętej. Najliczniejszą grupę stanowią sztuczne satelity Ziemi. Wyniesiono również w przestrzeń kosmiczną sztuczne satelity Księżyca, Marsa, Wenus, Słońca (np. Helios, Pioneer 6 i 9), a od października 1989 trwał lot próbnika Galileo, który w 1995 stał się sztucznym satelitą Jowisza. Ruch sztucznego satelity dzieli się na 3 główne fazy: start, lot orbitalny, lądowanie; start wraz z wprowadzeniem statku na orbitę odbywa się za pomocą rakiety nośnej, której zadaniem jest nadanie sztucznemu satelicie odpowiedniej prędkości i kierunku. Lot statku odbywa się ruchem bezwładnym w polu grawitacyjnym ciała obieganego. Tor lotu ulega zakłóceniom pod wpływem oporu tarcia górnych warstw atmosfery, asymetrii kształtu i nierównomierności rozkładu mas oraz spłaszczenia ciała obieganego, a także wskutek przyciągania innych planet i Słońca.
Sztuczny satelita zwany sterowanym jest wyposażony w silniki rakietowe, umożliwiające zmiany orbity i jej nachylenia, a także obrót statku. Odpowiednią orientację w przestrzeni zapewnia stabilizacja aktywna, dokonywana za pomocą małych silników rakietowych lub systemów żyroskopowych.
Szczególnie ważną grupę sztucznych satelitów Ziemi stanowią załogowe statki kosmiczne, w tym statki wielokrotnego użytku wahadłowce oraz stacje orbitalne umieszczane na orbitach wokółziemskich.