In astrodinamica, il decadimento orbitale è un processo che conduce nel tempo alla graduale diminuzione della distanza fra due corpi orbitanti nel loro punto di massima vicinanza (periapside) man mano che vengono descritte le orbite. I corpi orbitanti possono essere un pianeta e un suo satellite, una stella e un qualunque corpo che le orbita intorno o i componenti di un sistema binario. Il decadimento orbitale può essere causato da una moltitudine di effetti meccanici, gravitazionali ed elettromagnetici. Per i corpi in un'orbita terrestre bassa, l'effetto più importante è costituito dall'attrito atmosferico.
Se incontrollato, il decadimento si conclude con la fine dell'orbita nel punto in cui il corpo più piccolo urta la superficie del corpo primario oppure, se quest'ultimo è dotato di atmosfera, con la sua disintegrazione, esplosione o divisione in pezzi nell'atmosfera del primario oppure, nel caso in cui il primario sia una stella, con il suo incenerimento a causa della radiazione stellare (come succede per le comete) e così via.