Eine Umlaufbahn ist der gekrümmte Weg eines Körpers um einen anderen Körper. Planeten umkreisen Sterne, Monde ihre Planeten und künstliche Satelliten beispielsweise die Erde.
Die Schwerkraft zieht den umlaufenden Körper ständig nach innen. Gleichzeitig bewegt er sich seitwärts weiter. Ist seine Geschwindigkeit passend, fällt er fortwährend am Zentralkörper vorbei, statt auf ihn zu stürzen oder ins All zu entweichen.
Umlaufbahnen sind meist Ellipsen und nicht vollkommen kreisförmig. Ihre Form, Größe und Umlaufzeit hängen von Geschwindigkeit, Abstand und Masse des Zentralkörpers ab. Satelliten nutzen unterschiedliche Bahnen: Niedrige Erdumlaufbahnen eignen sich etwa für Erdbeobachtung und Raumstationen, geostationäre Bahnen für Kommunikation und Wetterbeobachtung. Triebwerke können eine Bahn verändern oder kleinere Störungen ausgleichen.