研究宇航器和运载器运动的力学学科。研究内容包括:质心运动,称为“轨道运动理论”;相对其质心的运动及其各个部分的运动,称为“姿态运动理论”;发射和轨道机动的火箭运动理论。轨道运动源自天体力学中的轨道摄动理论。利用轨道摄动理论和实测的轨道参数可为天体引力场、天体形状及其周围气体研究提供信息。由此已设计出特定用途的轨道,如对地静止轨道、极地轨道、回归轨道、太阳同步轨道和晕轨道等。利用姿态运动理论可使宇航器姿态控制系统在同样的控制精度下设计得最简单最经济。利用火箭运动理论可节省火箭能量或飞行时间最短,或运载量最大,飞行最远;缓解主动段时宇航器所受力学和热环境;提高宇航器入轨精度。