Ελλειπτική τροχιά είναι η κίνηση ενός σώματος γύρω από ένα άλλο σε μια οβάλ σχήματος διαδρομή. Μπορεί να οριστεί ως μια τροχιά Κέπλερ που έχει μια εκκεντρότητα που κυμαίνεται μεταξύ 0 και 1. Στη μελέτη της ουράνιας μηχανικής, μια τροχιά Κέπλερ ασχολείται με τους νόμους και τις αρχές των σωμάτων σε τροχιά που κινούνται με τη μορφή έλλειψης, υπερβολής ή παραβολής . Στην αστροδυναμική, η εκκεντρότητα, που μερικές φορές ονομάζεται πρώτη εκκεντρότητα, μιας τροχιάς είναι μια παράμετρος που περιγράφει το πραγματικό της σχήμα και τέντωμα.
Σύμφωνα με τις τυπικές παραδοχές και αρχές της αστροδυναμικής, μια τροχιά πρέπει να έχει σχήμα κωνικής τομής. Η κωνική εκκεντρότητα είναι τότε μια αριθμητική τιμή. Αυτός ο αριθμός αντιπροσωπεύει μια συγκεκριμένη γωνία προβολής, που ορίζει την επιπεδότητα ή τη στρογγυλότητα μιας ελλειπτικής τροχιάς.
Η εκκεντρότητα για μια ελλειπτική τροχιά μπορεί επίσης να οριστεί ως μέτρο απόκλισης μιας τροχιάς από το σχήμα ενός τυπικού κύκλου. Η τροχιακή εκκεντρότητα για μια τέλεια κυκλική τροχιά είναι 0. Αυτή η τιμή χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για την αξιολόγηση της απόκλισης οποιασδήποτε δεδομένης ελλειπτικής τροχιάς από τον τυπικό κύκλο.
Το ηλιακό σύστημα της Γης αποτελείται από πολλούς φυσικούς δορυφόρους όπως πλανήτες, φεγγάρια, κομήτες και παρόμοια περιστρεφόμενα σώματα. Αυτά τα σώματα περιφέρονται γύρω από τις αντίστοιχες πρωταρχικές τους ομάδες – όπως η Γη που περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο – κατά μήκος μιας σταθερής ελλειπτικής τροχιάς. Μια γενική επισκόπηση της κίνησής τους φαίνεται να δίνει μια εντύπωση κυκλικών τροχιών. Στην πραγματικότητα, ωστόσο, όλα τα ουράνια σώματα ακολουθούν αυστηρά ελλειπτικές τροχιές, με ποικίλους βαθμούς έκκεντρων μέτρων. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή της εκκεντρότητας, τόσο πιο επίπεδο και πιο επίμηκες θα είναι το σχήμα της ελλειπτικής τροχιάς.
Η εκκεντρότητα της ελλειπτικής τροχιάς της Γης μετράται επί του παρόντος σε 0.0167. Αυτή η χαμηλή τιμή κάνει την ελλειπτική τροχιά της γης σχεδόν έναν τέλειο κύκλο. Από την άλλη πλευρά, οι έκκεντρες τιμές για τους κομήτες είναι κοντά στο 1, καθιστώντας τις τροχιές τους σχεδόν επίπεδες και επιμήκεις. Σε περίπτωση βαρυτικού προβλήματος δύο σωμάτων, ένα μέτρο εκκεντρότητας μεταξύ 0 και 1 επιτρέπει και στα δύο σώματα να περιστρέφονται σε ίδιες τροχιές. Δημοφιλή παραδείγματα ελλειπτικών τροχιών είναι η τροχιά μεταφοράς Hohmann, η τροχιά Molniya και η τροχιά της τούνδρας.
Η έννοια των ελλειπτικών τροχιών ανακαλύφθηκε και προωθήθηκε για πρώτη φορά από τον Johannes Kepler, έναν Γερμανό επιστήμονα στις αρχές του 17ου αιώνα. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στον Πρώτο Νόμο της Πλανητικής Κίνησης και παρουσίασαν σημαντικούς νόμους που σχετίζονται με τις τροχιές των ουράνιων σωμάτων. Αυτά τα ευρήματα έχουν βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν και να μελετήσουν τις ιδιότητες μιας ελλειπτικής τροχιάς.
Η ειδική τροχιακή ενέργεια, γνωστή και ως ενέργεια vis-viva, ορίζεται ως το άθροισμα της δυναμικής ενέργειας και της κινητικής ενέργειας ενός αντικειμένου που βρίσκεται σε τροχιά. Για μια ελλειπτική τροχιά, η συγκεκριμένη ενέργεια είναι αρνητική και υπολογίζεται ανεξάρτητα από την εκκεντρότητά της. Η ελλειπτική φύση των πλανητικών τροχιών είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό που καθορίζει τις εποχιακές αλλαγές, τις ζώνες θερμοκρασίας και τις κλιματικές ζώνες των αντίστοιχων πλανητών.