A geostacionárius műholdak ugyanolyan sebességgel forognak a bolygó körül, mint a Föld. Ezért kívülről egy ponton az égen "lógnak". Annak érdekében, hogy a műholdak kijavítsák pályájukat, rakétamotorokkal vannak felszerelve.
A Föld mesterséges műholdai, amelyek egy geostacionárius pályán forognak körülötte, a földi lakosok számára az égen mozdulatlanul lógó pontnak tűnnek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ugyanazzal a szögsebességgel forognak, amellyel a Föld forog.
Mivel a koordinátarendszerben, amelyet megszoktunk, miközben a műhold forgatása nem változtatja meg sem az azimutját, sem a horizontvonal feletti magasságot, úgy tűnik, hogy mozdulatlanul "lóg".
Geostacionárius pálya
A geostacionárius műholdak körülbelül 36 ezer kilométeres tengerszint feletti magasságban helyezkednek el - ez az orbitális átmérő teszi lehetővé, hogy a műhold teljes fordulatszámot hajtson végre a Föld napja felé közeledő idő alatt (kb. 23 óra 56 perc).
A geostacionárius pályán forgó műholdat sok tényező befolyásolja (gravitációs zavarok, az Egyenlítő ellipszis jellege, a föld gravitációjának inhomogén szerkezete stb.). Emiatt a műhold pályája megváltozik, és folyamatosan javítani kell. Annak érdekében, hogy a műhold a megfelelő pályán maradjon, kis tolóerővel rendelkező vegyi vagy elektromos rakétamotorral van felszerelve. Egy ilyen motor hetente többször be van kapcsolva, és korrigálja a műhold helyzetét. Figyelembe véve, hogy egy műhold átlagos élettartama körülbelül 10-15 év, kiszámítható, hogy a motorjaihoz szükséges rakéta-üzemanyag több száz kilogramm legyen.
Arthur Clarke tudományos-fantasztikus író az elsők között népszerűsítette a geostacionárius pálya kommunikációra való felhasználásának gondolatát. 1945-ben erről a cikkről a Wireless World magazinban jelent meg. Emiatt a nyugati világ geostacionárius pályáját ma is "Clarke pályának" nevezik.
Bár a geostacionárius műholdak helyhez kötöttnek tűnnek, valójában másodpercenként több mint három kilométer sebességgel forognak szinkronban a bolygóval. Naponta 265 000 kilométeres távolságot tesznek meg.
LEO műholdak
Ha a műhold pályája csökken, akkor az általa továbbított jel teljesítménye megnő, de elkerülhetetlenül gyorsabban kezd forogni, mint a föld, és megszűnik geostacionárius lenni. Egyszerűen fogalmazva, "el kell fognia", folyamatosan át kell irányítania a vevőantennát. Ennek elkerülése érdekében elegendő több műholdat elindítani egy pályán - akkor ezek kicserélik egymást, és az antennát nem kell átirányítani. Ezt az elvet alkalmazták az Iridium műholdas rendszer szervezésében. 66 alacsony pályájú, hat pályán forgó műholdat tartalmaz.
