Als sonnensynchrone Umlaufbahn oder sonnensynchronen Orbit (auch Sonnensynchronorbit, abgekürzt SSO) bezeichnet man eine Umlaufbahn um einen Planeten, deren Bahnebene durch die gravitative Anisotropie des Planeten eine prograde Drehung erfährt, die exakt so groß ist wie die jahreszeitliche Änderung des Bahnwinkels (Wahre Anomalie) des Planeten um die Sonne. Dadurch bleibt der Sonneneinfallswinkel auf die Bahnebene, der sogenannte Beta-Winkel, über die Jahreszeiten konstant.
Für die Erde bedeutet das, dass sich die Orbitalebene eines Satelliten in einem Jahr (Umlaufzeit der Erde um die Sonne) einmal um die Erde dreht.
Davon zu unterscheiden ist eine planetensynchrone Umlaufbahn um die Sonne, z. B. in einem durch die Lagrange-Punkte vorgegebenen Orbit.