Μια χαμηλή τροχιά της γης (LEO) είναι μια τροχιά από περίπου 100 έως 1240 μίλια (160-2000 km) πάνω από την επιφάνεια της Γης. Σχεδόν όλες οι ανθρώπινες διαστημικές πτήσεις έχουν πραγματοποιηθεί στη χαμηλή τροχιά της Γης, με μερικές αξιοσημείωτες εξαιρέσεις. Ένας μεγάλος αριθμός δορυφόρων βρίσκονται επίσης σε χαμηλή τροχιά της Γης, όπως και ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός.
Στην πραγματικότητα, αυτό που πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ως χώρο από φωτογραφίες εξακολουθεί να βρίσκεται σε χαμηλή τροχιά της Γης. Ο ίδιος ο LEO περιέχεται κατά προσέγγιση από την πιο εσωτερική ζώνη ακτινοβολίας Van Allen, η οποία συγκρατείται στη θέση του από το γεωμαγνητικό πεδίο της Γης. Υπάρχει κάποια επικάλυψη μεταξύ του LEO και της ζώνης Van Allen, με ορισμένους δορυφόρους να βρίσκονται στη ζώνη. Η ίδια η εσωτερική ζώνη ακτινοβολίας Van Allen δημιουργεί δυσκολίες στη λειτουργία των δορυφόρων, επειδή οι δορυφόροι πρέπει να προστατεύονται από τα υψηλά επίπεδα ενέργειας που υπάρχουν. Υπάρχει μια πρόταση για ουσιαστική αποστράγγιση της ενέργειας από αυτή τη ζώνη προς τα κάτω, μειώνοντας την ποσότητα θωράκισης που θα ήταν απαραίτητη, καθώς και τον κίνδυνο που ενέχει ο άνθρωπος από τα ενεργειακά επίπεδα.
Υπάρχει σημαντική ποσότητα οπισθέλκουσας που ασκείται σε αντικείμενα σε χαμηλή τροχιά της Γης, ανάλογα με το υψόμετρο τους. Κάτω από περίπου 310 μίλια (500 χιλιόμετρα) αντικείμενα βρίσκονται εντός της θερμόσφαιρας, ενώ πάνω από αυτό το υψόμετρο βρίσκονται εντός της εξώσφαιρας. Διάφορα αέρια υπάρχουν και στα δύο, τα οποία ασκούν έλξη στους δορυφόρους, απαιτώντας από αυτούς να ξοδέψουν λίγη ενέργεια για να παραμείνουν σε τροχιά. Επειδή αυτή η οπισθέλκουσα αυξάνεται καθώς μειώνεται το υψόμετρο, δεν είναι συνηθισμένο τα αντικείμενα να τοποθετούνται σε ύψος μικρότερο από περίπου 185 μίλια (300 χιλιόμετρα).
Ένας αριθμός διαφορετικών ανθρώπινων αντικειμένων κατοικεί στον LEO, από διαφορετικές χρονικές περιόδους. Το πιο αξιοσημείωτο από αυτά είναι πιθανώς ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός, ο οποίος βρίσκεται περίπου 200 μίλια (320 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης, πολύ μέσα στη θερμόσφαιρα. Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός επισκέπτεται τακτικά το Διαστημικό Λεωφορείο, το διαστημόπλοιο Soyuz, το Αυτοματοποιημένο Όχημα Μεταφοράς και το Διαστημικό Σκάφος Progress, τα οποία συμμετέχουν μόνο σε αποστολές LEO.
Ένας μεγάλος αριθμός δορυφόρων βρίσκεται επίσης στο LEO, ταξιδεύοντας σε όλο τον κόσμο σε περίπου 90 λεπτά, με ταχύτητα περίπου 5 μιλίων ανά δευτερόλεπτο (8 km/s). Η εκτόξευση ενός δορυφόρου σε χαμηλή τροχιά της Γης απαιτεί πολύ λιγότερη ενέργεια από την εκτόξευση στο διάστημα και ο εξοπλισμός που απαιτείται για την αποστολή ενός σήματος πίσω στη Γη μπορεί να είναι πολύ λιγότερο ισχυρός. Για αυτούς τους λόγους, οι δορυφόροι LEO εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως, παρόλο που δεν μπορούν να παραμείνουν τοποθετημένοι σε ένα μέρος του πλανήτη με τον τρόπο που μπορούν οι γεωστατικοί δορυφόροι στο διάστημα. Τα συντρίμμια συσσωρεύουν επίσης τη χαμηλή τροχιά της Γης, με περίπου 8,500 αντικείμενα μεγαλύτερα από 10 εκατοστά να παρακολουθούνται επί του παρόντος. Αυτά τα συντρίμμια αποτελούν απειλή για τους δορυφόρους και τις αποστολές, καθώς ακόμη και μικροσκοπικά αντικείμενα που ταξιδεύουν με αυτή την ταχύτητα μπορούν να προκαλέσουν τεράστιες ζημιές.
Για το σύνολο της ανθρώπινης δραστηριότητας στο διάστημα, ένα εκπληκτικά μικρό ποσοστό της έχει λάβει χώρα εκτός της χαμηλής τροχιάς της Γης. Η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να φέρει ένα όχημα εκτός αυτής της τροχιάς είναι τεράστια και η επιστροφή μπορεί να είναι δύσκολη, καθιστώντας τις επανδρωμένες πτήσεις ιδιαίτερα τολμηρές. Το πρόγραμμα Apollo, το οποίο τελικά έστειλε ανθρώπους στη σεληνιακή επιφάνεια, είναι ίσως το πιο γνωστό πρόγραμμα για την αποστολή ανθρώπων εκτός του LEO, και από τότε μόνο μια χούφτα άλλα επανδρωμένα οχήματα έχουν περάσει το φράγμα.