Satelit sledi polarni orbiti, ko potuje okoli strukture, kot je planet ali zvezda, po poti, ki prečka nad obema poloma strukture. Satelit je telo v vesolju, umetno ali naravno, ki kroži okoli drugega telesa. Na primer, luna je naravni satelit, ki kroži okoli Zemlje. Luna pa ni primer polarne orbite, ker ne prehaja tako čez severni kot južni pol Zemlje. Po takšni poti sledi več umetnih satelitov, kot so sateliti za kartiranje in izvidniški sateliti.
Telesa v polarni orbiti okoli Zemlje ostanejo približno pod kotom devetdeset stopinj od ekvatorja. Zemljepisna širina je lokacijska točka glede na njeno razdaljo severno ali južno od ekvatorja, zemljepisna dolžina pa je točka lokacije glede na njeno oddaljenost od glavnega poldnevnika ali srednje črte, ki deli Zemljo na vzhodno in zahodno poloblo. Predstavljajte si, da je bil globus popolnoma centriran na mreži, tako da navpična os Y poteka od severnega do južnega tečaja na glavnem poldnevniku, vodoravna os X pa poteka vzdolž ekvatorja. Vzdolžna črta, črta, vzporedna z osjo Y ali osnovnim poldnevnikom, lahko prečka vsako koordinato Y, vendar ostane fiksna na eni koordinati X.
Predstavljali bi si, da bi satelitska polarna orbita sledila natančni vzdolžni črti od pola do pola, ki bi prečkala vsako vzdolžno točko na osi Y in bi ostala na eni koordinati X ali na določeni razdalji od glavnega poldnevnika. Ker se Zemlja nenehno vrti, se lahko črta, ki jo zasledi satelit v polarni orbiti, premika naravnost od pola do pola v vesolju, vendar ne sledi ravni vzdolžni črti na Zemlji. Predstavljajte si, da rišete črto od pola do droga na mirujočem globusu igrače. Zdaj si predstavljajte, da vrtite globus in poskušate narisati ravno črto od pola do pola. Črta bi izšla diagonalno in prečkala številne zemljepisne dolžine.
Čez dan bo polarna orbita okoli Zemlje prečkala vse zemljepisne dolžine na svojih potovanjih od pola do pola. Zaradi tega je polarna orbita privlačna izbira za umetne satelite, ki morajo opazovati vsako točko na Zemlji. Kartografski sateliti, ki se uporabljajo za ustvarjanje slik celotnega sveta, se običajno izstrelijo v polarno orbito, prav tako vohunski sateliti, imenovani tudi izvidniški sateliti. Na to pot se izstrelijo tudi nekateri vremenski sateliti, vendar polarne orbite niso idealne za vremenske satelite, ki želijo stalno opazovati določeno regijo.
Včasih je orbita satelita strukturirana tako, da se satelit premika po Zemlji z enako hitrostjo kot sonce. To se imenuje sončno sinhrona orbita. Ker satelit v sončno sinhroni orbiti prečka katero koli točko na Zemlji, bo lokalni čas enak, kar bo omogočilo opazovanje celotnega sveta ob konstantnem sončnem času dneva. To je pogosto kombinirano s polarno orbito, zlasti pri satelitih, namenjenih merjenju temperature v ozračju.