从地球发射航天器，当运载火箭无法直接将航天器送入预定轨道时，这就需要借助于转移轨道将航天器送入预定轨道。行星探测器、月球探测器、离地球较远的人造地球卫星，都要经过转移轨道才能到达预定目标轨道。

轨道之间的转移有多种形式，按变轨次数分为一次、两次、多次和连续小推力变轨。在初始轨道和目标轨道相交时，才能用一次变轨完成转移。转移轨道按形状分为椭圆形、抛物线形和双曲线形的过渡轨道；按初始轨道和目标轨道形状分为圆轨道之间、椭圆轨道之间、圆轨道与椭圆轨道相互间的过渡；按初始轨道和目标轨道相对位置分为共平面和不共平面；椭圆轨道间的转移有共轴和不共轴转移。

最经典的轨道转移是共面圆轨道之间的霍曼转移（见霍曼变轨）。霍曼转移在工程中一个典型应用是地球同步转移轨道，在发射地球同步卫星时，首先使卫星进入这种椭圆轨道，然后在远地点利用星上变轨发动机，使其变为所需的地球静止轨道。

在两条不同轨道之间的过渡轨道并不是唯一的，从一条轨道变换到另一条轨道可以有多条过渡轨道，寻求能量最省的过渡轨道是一个理论问题。为了节省运行时间，过渡轨道也可选用双曲线或抛物线轨道。在航天工程中，过渡轨道的选择要综合考虑燃料消耗、飞行时间、制导精度、测量和控制条件等因素。