Dans le domaine de l'astronautique, un orbiteur ou sonde orbitale désigne une sonde spatiale qui étudie une planète ou un autre corps céleste en se plaçant en orbite autour de celui-ci. Il s'oppose principalement à l'atterrisseur qui est une sonde spatiale atterrissant à la surface pour une étude in situ, ainsi qu'à l'impacteur qui vient percuter cette surface. Il existe une quatrième catégorie de sonde spatiale qui ne fait que survoler en passant les corps célestes qu'il étudie.
L'orbiteur présente des avantages par rapport à un atterrisseur. Il est beaucoup plus facile de placer une sonde spatiale en orbite que de la faire atterrir : la masse nécessaire est plusieurs fois inférieure, car les opérations permettant un atterrissage sur le sol d'une planète sont très délicates. Dans la phase actuelle de l'exploration spatiale, les données scientifiques disponibles sur les planètes sont peu importantes.
L'orbiteur peut disposer aujourd'hui d'instruments très performants tels que caméras, radars, spectromètres, magnétomètres... Il peut balayer en quelques jours l'ensemble de la surface d'une planète en obtenant beaucoup d'informations à la fois sur la surface, l'atmosphère (si elle existe) et le sous-sol.