Quỹ đạo được hình thành khi một thiên thể đi ngang qua thiên thể lớn hơn ở khoảng cách sao cho vận tốc của nó cân bằng hoàn hảo với trọng lực của thiên thể lớn hơn. Điều này có nghĩa là thiên thể nhỏ hơn sẽ không rơi , và nó cũng không tiếp tục trong không gian. Thay vào đó, nó di chuyển theo hình elip hoặc vòng tròn xung quanh vật thể lớn hơn mãi mãi.
Tốc độ cần thiết để duy trì quỹ đạo phụ thuộc vào khoảng cách từ cơ thể và lực hấp dẫn của nó. Theo Chương trình Thiên văn Stonybrook, điều này được tìm thấy trong công thức V = (GMd) ^ 1/2, trong đó V là vận tốc quỹ đạo G là hằng số hấp dẫn, 6,67 * 10 ^ -8; và d là khoảng cách giữa hai vật. Về mặt kỹ thuật, không có điểm quy chiếu tuyệt đối nào trong không gian, vì vậy có thể nói rằng tất cả các thiên thể trong không gian đều quay quanh nhau.
Vận tốc thoát là vận tốc cần thiết để vượt qua trọng lực của một thiên thể. Ví dụ, tốc độ thoát của Trái đất là 7 dặm /giây. Hố đen, hố sụt của vũ trụ, có tốc độ thoát nhanh hơn ánh sáng, vì vậy không gì có thể thoát ra được.
Không phải tất cả các quỹ đạo đều là hình tròn; trên thực tế, nhiều quỹ đạo hơi hình elip. Ngoài ra, một quỹ đạo có thể có hai hoặc nhiều foci, nhưng có nhiều hơn hai là cực kỳ hiếm. Các hệ sao nhị phân về mặt lý thuyết có thể có một hành tinh quay quanh chúng.
