轨道平面是当一个天体环绕另一个天体时轨道被嵌进去的几何平面。在空间中只要有三个点就可以确定一个平面，最常见的例子就是：在中心有一个大质量的天体，一个天体环绕中心天体的位置，以及经过一段时间之后环绕中心的该天体新位置。
在太阳系内，行星轨道倾角的定义是它的轨道平面和地球轨道间的角度。在其他的情况下，像是卫星环绕着行星的轨道，最方便的定义就是轨道平面和行星赤道平面间的夹角。
在发射太空船和人造卫星时，轨道平面是定义轨道的一个参数。通常，需要使用大量的推进剂才能改变一个物体的轨道平面。其他的参数，像是轨道周期、轨道的离心率和轨道的阶段 (相位)，都可以轻易的使用推进系统来改变。
因为地球不是完美的天然球体，因此地球重力是非球形的，人造卫星的轨道平面会受到摄动的影响而改变，使得轨道平面会缓缓的绕着地球转动，变动的速率与轨道倾角有关。在某个特别的角度上，轨道平面会追随着太阳环绕着地球，形成太阳同步轨道。
发射太空船的发射窗口，它的时间通常取决于当抵达目标时，目标正好位于它的轨道平面与黄道平面相交的交点上。
