Геосинхро́нная орби́та (GSO) — орбита обращающегося вокруг Земли спутника, на которой период обращения равен звёздному периоду вращения Земли — 23 час. 56 мин. 4,1 с.
Частным случаем является Геостационарная орбита — круговая орбита, лежащая в плоскости земного экватора, для которой спутник в небе (для земного наблюдателя) практически неподвижен. Геостационарная орбита имеет радиус 42164 км с центром, совпадающим с центром Земли, что соответствует высоте над уровнем моря 35 786 км.
Если орбита имеет отличное от нуля наклонение и нулевой эксцентриситет, то при наблюдении с Земли спутник в течение суток описывает на небе восьмёрку. Если же наклонение и эксцентриситет отличны от нуля, то восьмёрка может, в зависимости от конкретных величин наклонения и эксцентриситета выродиться в эллипс (спутники серии Canyon) или в отрезок прямой, лежащий в плоскости экватора (при ненулевом эксцентриситете и нулевом наклонении, например такая орбита у разгонных блоков DM-SL)
Первым спутником связи на геосинхронной орбите являлся «Syncom-2», запущенный Соединёнными Штатами 26 июля 1963 года. Иногда вывод на геосинхронную орбиту вызван тем, что у ракеты-носителя, которым был запущен спутник, не хватает энергии для того, чтобы вывести этот космический аппарат прямо на Геостационарную орбиту.