地球同步轨道是运行周期与地球自转周期（23小时56分4秒）相同的顺行轨道，对轨道形状和轨道面方位无限制。地球静止轨道属于地球同步轨道的特殊类型，为运行在赤道面内的圆形同步轨道，轨道高度为35 786千米。地球同步轨道可以有无数条，每颗卫星的轨迹在地球表面的投影是一条近似闭合的曲线，对地面观测者来说，地球同步卫星在每天相同时刻大致出现在相同方位；理论上地球静止轨道只有一条，每颗卫星的轨迹在地球表面的投影可以看作是赤道上的一个固定点，相对地面观察者近似静止不动。地球静止卫星（geo-stationary satellite），是指运行在地球静止轨道上的人造卫星，也是地球同步卫星中应用最为广泛的特殊类型，主要应用领域包括通信、气象、广播、中继、导航、遥感等。

地球静止卫星的覆盖区域面积大且不随时间改变，利用定点经度相间隔120°的3颗静止卫星，可以覆盖除两极地区外的全球区域。静止卫星可以保持对目标区域的连续观测，实现与地面站的不间断信息交换，且有利于地面站设备的简化，因此得到非常广泛的应用。公开数据显示，截至2017年9月，在轨的静止卫星数量超过830颗。静止轨道本身属于稀有空间资源，为满足更多国家和组织发射和使用静止卫星的需求，通常要协商制定多星共位策略，以达到避免碰撞、降低干扰的目的。根据相关的国际规则，静止卫星寿命结束后需要实施离轨操作。

地球同步卫星可以分为平台和有效载荷两部分，其中平台主要包括结构机构分系统、电源分系统、控制分系统、热控分系统、遥测遥控分系统、推进分系统，有效载荷取决于任务需求，典型的有效载荷包括天线和转发器、辐射计、探测仪、相机等。地球同步卫星通常配置远地点发动机，在与运载分离后，卫星依靠自身的推进系统完成由大椭圆同步转移轨道至地球同步轨道的变轨过程。传统的卫星推进系统采用大推力的化学推进方式，为降低推进剂消耗、提升卫星平台能力，开始出现针对高比冲电推进方式的研究和应用。在轨运行期间，地球静止卫星需定期进行东西、南北位置保持控制，以满足相应任务对卫星控制精度的需求。

美国在1964年8月19日发射的同步3号卫星是世界上最早成功进入地球静止轨道的通信卫星，国际通信卫星组织于1965年4月6日发射了晨鸟号地球静止通信卫星，美国于2011年10月20日发射的ViaSat-1卫星是当时世界上最大容量的地球静止通信卫星，单星容量达140Gbps。世界首批采用全电推进的地球静止通信卫星（亚洲广播卫星公司的ABS-3A卫星和欧洲通信卫星公司的EUTELSAT 115 West B卫星）于2015年3月2日成功进入预定轨道。

中国各领域的地球静止卫星典型任务包括：1984年4月8日发射的东方红2号通信卫星、1997年5月12日发射的东方红3号通信卫星、1997年6月10日发射的风云二号气象卫星、2000年10月31日发射的北斗一号导航卫星、2008年4月25日发射的天链一号中继卫星、2015年12月29日发射的高分四号遥感卫星。2017年4月12日发射的中星16号地球静止卫星，是首颗采用Ka频段的高通量通信卫星，通信总容量超过20Gbps。地球同步卫星方面，2010年8月1日发射的北斗二号导航卫星采用55°倾角的同步圆轨道，是中国地球倾斜轨道同步卫星的典型代表。