Un vuelo espacial orbital (o vuelo orbital) es un vuelo espacial en el que una nave espacial se coloca sobre una trayectoria donde podría permanecer en el espacio para al menos una órbita. Para hacer esto alrededor de la Tierra, debe estar en una trayectoria libre que tiene una altitud en el perigeo (altitud en el acercamiento más cercano) sobre 100 kilómetros (62 millas); Esto es, por lo menos en convención, el límite del espacio. Para permanecer en órbita a esta altitud se requiere una velocidad orbital de ~7,8 km/s. La velocidad orbital es más lenta para las órbitas más altas, pero lograrlas requiere mayor velocidad.
La expresión «vuelo espacial orbital» se usa principalmente para distinguir de los vuelos espaciales suborbitales, que son vuelos donde el apogeo de una nave espacial alcanza el espacio, pero no alcanza velocidad para entrar en órbita.