Eine Umlaufbahn entsteht, wenn ein Himmelskörper in einer solchen Entfernung an einem größeren vorbeigeht, dass seine Geschwindigkeit in perfektem Gleichgewicht mit der Schwerkraft des größeren ist. Das bedeutet, dass das kleinere Objekt nicht fällt , noch setzt es sich im Raum fort. Stattdessen bewegt es sich in einer Ellipse oder einem Kreis um das größere Objekt für immer.
Die zur Aufrechterhaltung einer Umlaufbahn erforderliche Geschwindigkeit hängt vom Abstand zum Körper und seiner Gravitationskraft ab. Nach dem Stonybrook Astronomy Program findet sich dies in der Formel V = (GMd)^1/2, wobei V die Bahngeschwindigkeit ist, G die Gravitationskonstante ist, 6,67 * 10^-8; und d der Abstand zwischen den beiden Körpern ist. Technisch gesehen gibt es keine absoluten Referenzpunkte im Raum, daher kann man sagen, dass alle Körper im Raum einander umkreisen.
Die Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um die Schwerkraft eines Himmelskörpers zu überwinden. Zum Beispiel beträgt die Fluchtgeschwindigkeit der Erde 7 Meilen pro Sekunde. Schwarze Löcher, die Dolinen des Universums, haben eine schnellere Fluchtgeschwindigkeit als Licht, sodass überhaupt nichts entkommen kann.
Nicht alle Umlaufbahnen sind kreisförmig; tatsächlich sind viele Bahnen leicht elliptisch. Außerdem kann eine Umlaufbahn zwei oder mehr Brennpunkte haben, aber mehr als zwei sind äußerst selten. Binäre Sternsysteme könnten theoretisch von einem Planeten umkreist werden.
