軌道平面是旋轉體的軌道所在之幾何平面。空間中的三個非共線點足以確定軌道平面。一個常見的例子是在中心位置的大質量體（主星）和繞軌道的天體（伴星）在其軌道的不同時間/點所經過的位置。
軌道平面由兩個相對於參考平面的參數定義：傾斜（i）和升交點的經度（Ω）。
根據定義，太陽系的參考平面通常被認為是地球軌道平面，它定義了黃道，即太陽在一年內遵循天球上似乎圓形的路徑。
在其它情況下，例如繞另一顆行星運行的天然衛星或人造衛星，可以方便地將物體的軌道傾角定義為其軌道平面與行星的赤道平面之間的角度。
使用軌道平面作為 平面的定義座標系統稱為周焦坐標系。
環繞地球的人造衛星
在發射太空船和人造衛星來說，軌道平面是定義軌道的參數；與一般情況一樣，需要大量的推進劑來改變物體的軌道平面。其它參數，例如軌道的週期、離心率和軌道的相位更容易被推進系統改變。
衛星的軌道平面受到地球引力的非球形性質的擾動（攝動）。這導致衛星的軌道平面繞地球緩慢旋轉，具體取決於平面與地球赤道的角度。對於處於臨界角的平面，這意味著該平面將圍繞著地球追蹤太陽，形成太陽同步軌道
發射酬載的運載火箭發射窗口，它的時間通常取決於當抵達目標時，目標正好位於它的軌道平面與黃道平面相交的交點上。
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