Satelit prati polarnu orbitu kada putuje oko strukture, kao što je planet ili zvijezda, na putu koji prelazi iznad oba pola strukture. Satelit je tijelo u svemiru, bilo umjetno ili prirodno, koje kruži oko drugog tijela. Na primjer, Mjesec je prirodni satelit koji kruži oko Zemlje. Mjesec, međutim, nije primjer polarne orbite jer ne prelazi i sjeverni i južni pol Zemlje. Nekoliko umjetnih satelita, poput satelita za mapiranje i izviđačkih satelita, slijedi takav put.
Tijela u polarnoj orbiti oko Zemlje ostaju otprilike pod kutom od devedeset stupnjeva u odnosu na ekvator. Geografska širina je točka lokacije u odnosu na njezinu udaljenost sjeverno ili južno od ekvatora, a zemljopisna dužina je točka lokacije u odnosu na njezinu udaljenost od početnog meridijana, ili središnje linije koja dijeli Zemlju na istočnu i zapadnu hemisferu. Zamislite da je globus savršeno centriran na mreži tako da okomita os Y ide od sjevernog do južnog pola na početnom meridijanu, a horizontalna os X ide duž ekvatora. Uzdužna linija, linija paralelna s Y osi ili početnim meridijanom, može prijeći svaku Y koordinatu, ali ostaje fiksirana na jednoj X koordinati.
Moglo bi se zamisliti da bi satelitska polarna orbita slijedila točnu uzdužnu liniju od pola do pola, prelazeći svaku uzdužnu točku na osi Y i zadržavajući se na jednoj X koordinati, ili na fiksnoj udaljenosti od početnog meridijana. Međutim, budući da se Zemlja neprestano okreće, linija koju prati satelit u polarnoj orbiti može se kretati ravno od pola do pola u svemiru, ali ne slijedi ravnu uzdužnu liniju na Zemlji. Zamislite da crtate crtu od pola do stupa na mirnoj igrački globusu. Sada zamislite da okrećete globus i pokušavate povući ravnu liniju od pola do pola. Linija bi izašla dijagonalno, prelazeći mnoge zemljopisne dužine.
Tijekom dana, polarna orbita oko Zemlje prijeći će svaku geografsku dužinu u svom putu od pola do pola. To čini polarnu orbitu atraktivnim izborom za satelite koje je napravio čovjek koji trebaju promatrati svaku točku na Zemlji. Sateliti za kartiranje koji se koriste za stvaranje slika cijelog globusa, obično se lansiraju u polarnu orbitu, kao i špijunski sateliti, koji se također nazivaju izviđački sateliti. Neki vremenski sateliti također se lansiraju na ovu stazu, ali polarne orbite nisu idealne za vremenske satelite koji žele kontinuirano promatrati određenu regiju.
Ponekad je orbita satelita strukturirana na takav način da se satelit kreće po Zemlji istim tempom kao i Sunce. To se naziva sunčevo sinkrona orbita. Kako satelit u sinkronoj orbiti Sunca prolazi preko bilo koje točke na Zemlji, to će biti isto lokalno vrijeme, što će omogućiti promatranje cijelog globusa u konstantno solarno doba dana. To se često kombinira s polarnom orbitom, posebno kod satelita dizajniranih za mjerenje temperature u atmosferi.