Satelit mengikuti orbit kutub ketika bergerak di sekitar struktur, seperti planet atau bintang, di jalur yang melintasi di atas kedua kutub struktur. Satelit adalah benda di luar angkasa, baik buatan manusia atau alam, yang mengorbit benda lain. Misalnya, bulan adalah satelit alami yang mengorbit Bumi. Bulan, bagaimanapun, bukanlah contoh orbit kutub karena tidak melewati kutub utara dan selatan Bumi. Beberapa satelit buatan manusia, seperti satelit pemetaan dan satelit pengintai, mengikuti jalur tersebut.
Benda-benda di orbit kutub di sekitar Bumi tinggal kira-kira pada sudut sekitar sembilan puluh derajat dari khatulistiwa. Garis lintang adalah titik lokasi yang mengacu pada jaraknya ke utara atau selatan khatulistiwa dan garis bujur adalah titik lokasi yang mengacu pada jaraknya dari meridian utama, atau garis tengah yang membagi Bumi menjadi belahan Timur dan Barat. Bayangkan bola dunia itu sempurna berpusat pada kotak sehingga sumbu Y vertikal berjalan dari Kutub Utara ke Kutub Selatan pada meridian utama dan sumbu X horizontal berjalan di sepanjang khatulistiwa. Garis membujur, garis yang sejajar dengan sumbu Y atau meridian utama, dapat melintasi setiap koordinat Y, tetapi tetap pada satu koordinat X.
Orang akan membayangkan bahwa orbit kutub satelit akan mengikuti garis membujur yang tepat dari kutub ke kutub, melintasi setiap titik membujur pada sumbu Y dan tetap pada satu koordinat X, atau pada jarak tetap dari meridian utama. Karena Bumi terus berputar, bagaimanapun, garis yang dilacak oleh satelit di orbit kutub dapat bergerak lurus dari kutub ke kutub di ruang angkasa, tetapi tidak mengikuti garis lurus membujur di Bumi. Bayangkan menggambar garis dari kutub ke kutub pada bola dunia mainan yang diam. Sekarang bayangkan memutar bola dunia dan mencoba menggambar garis lurus dari kutub ke kutub. Garis akan keluar diagonal, melintasi banyak garis bujur.
Selama satu hari, orbit kutub di sekitar Bumi akan melintasi setiap garis bujur dalam perjalanannya dari kutub ke kutub. Hal ini membuat orbit kutub menjadi pilihan yang menarik bagi satelit buatan manusia yang perlu mengamati setiap titik di Bumi. Satelit pemetaan yang digunakan untuk membuat gambar seluruh dunia, biasanya diluncurkan ke orbit kutub, seperti halnya satelit mata-mata, juga disebut satelit pengintai. Beberapa satelit cuaca juga diluncurkan di jalur ini, tetapi orbit kutub tidak ideal untuk satelit cuaca yang berusaha mengamati wilayah tertentu secara terus-menerus.
Terkadang orbit satelit disusun sedemikian rupa sehingga satelit bergerak melintasi Bumi dengan kecepatan yang sama dengan matahari. Ini disebut orbit sinkron matahari. Saat satelit di orbit sinkron matahari melewati titik tertentu di Bumi, itu akan menjadi waktu lokal yang sama, sehingga memungkinkan untuk mengamati seluruh dunia pada waktu matahari yang konstan. Ini sering dikombinasikan dengan orbit kutub, terutama pada satelit yang dirancang untuk mengukur suhu di atmosfer.