Un satélite sigue una órbita polar cuando viaja alrededor de una estructura, como un planeta o una estrella, en un camino que cruza por encima de ambos polos de la estructura. Un satélite es un cuerpo en el espacio, ya sea artificial o natural, que orbita otro cuerpo. Por ejemplo, la luna es un satélite natural que orbita la Tierra. La luna, sin embargo, no es un ejemplo de órbita polar porque no pasa sobre los polos norte y sur de la Tierra. Varios satélites artificiales, como los satélites cartográficos y los satélites de reconocimiento, siguen ese camino.
Los cuerpos en una órbita polar alrededor de la Tierra se mantienen aproximadamente en un ángulo de aproximadamente noventa grados con respecto al ecuador. Una latitud es un punto de ubicación en referencia a su distancia al norte o al sur del ecuador y una longitud es un punto de ubicación en referencia a su distancia desde el primer meridiano, o la línea media que divide la Tierra en hemisferios oriental y occidental. Imagina que el globo está perfectamente centrado en una cuadrícula de modo que el eje Y vertical va desde el Polo Norte hasta el Polo Sur en el primer meridiano y el eje X horizontal corre a lo largo del ecuador. Una línea longitudinal, una línea paralela al eje Y o al meridiano principal, puede cruzar cada coordenada Y, pero permanece fija en una coordenada X.
Uno podría imaginar que la órbita polar de un satélite seguiría una línea longitudinal exacta de polo a polo, cruzando cada punto longitudinal en el eje Y y permaneciendo en una coordenada X, oa una distancia fija del primer meridiano. Sin embargo, debido a que la Tierra gira constantemente, la línea trazada por un satélite en órbita polar puede moverse directamente de un polo a otro en el espacio, pero no sigue una línea recta longitudinal en la Tierra. Imagínese dibujar una línea de polo a polo en un globo de juguete inmóvil. Ahora imagina girando el globo y tratando de trazar una línea recta de polo a polo. La línea saldría en diagonal, cruzando muchas longitudes.
En el transcurso de un día, una órbita polar alrededor de la Tierra cruzará todas las longitudes en sus viajes de polo a polo. Esto hace que la órbita polar sea una opción atractiva para los satélites artificiales que necesitan observar todos los puntos de la Tierra. Los satélites de mapeo que se utilizan para crear imágenes de todo el mundo se lanzan comúnmente a una órbita polar, al igual que los satélites espías, también llamados satélites de reconocimiento. Algunos satélites meteorológicos también se lanzan en esta ruta, pero las órbitas polares no son ideales para los satélites meteorológicos que buscan observar una región en particular de forma continua.
A veces, la órbita de un satélite está estructurada de tal manera que el satélite se mueve por la Tierra al mismo ritmo que el sol. Esto se llama órbita sincrónica con el sol. Cuando un satélite en órbita síncrona con el sol pasa sobre cualquier punto de la Tierra, será la misma hora local, lo que permitirá observar todo el globo a una hora solar constante del día. Esto a menudo se combina con una órbita polar, especialmente en satélites diseñados para medir la temperatura en la atmósfera.