Resonansi orbital adalah resonansi dari dua benda yang mengorbit yang memberikan efek gravitasi periodik yang teratur satu sama lain. Periode orbit mereka mungkin terkait dengan rasio dua bilangan bulat kecil. Hal ini disebabkan oleh perubahan gaya gravitasi benda-benda yang saling mengitari satu sama lain. Kestabilan Tata Surya pertama kali diselidiki oleh Laplace, dan masih banyak yang belum diketahui tentang hal itu.
Ketika sebuah satelit mengelilingi sebuah planet atau dua bintang saling mengelilingi, gaya gravitasi dapat berubah, kadang-kadang sangat besar. Hal ini sebagian karena orbit biasanya berbentuk elips, bukan lingkaran, sehingga gaya-gaya berubah sesuai dengan itu. Juga, planet-planet dan bintang-bintang biasanya tidak bulat. Mereka berputar, dan bervariasi dalam tingkat kelonjongannya. Ini juga mengubah gaya-gaya pada benda yang mengorbit.
Secara khusus, gaya-gaya mungkin tidak stabil, sehingga pasangan yang lebih kecil dapat berubah sampai gaya-gaya tersebut stabil (tidak berubah seiring waktu). Satelit sering berakhir dengan satu wajah menghadap ke arah planet mereka, karena itu adalah posisi yang paling stabil (penguncian pasang surut).
Ada efek kestabilan lainnya. Celah di cincin Saturnus disebabkan oleh partikel-partikel yang bergeser ke posisi yang lebih stabil. Di cincin Saturnus, Divisi Cassini adalah celah antara Cincin B bagian dalam dan Cincin A bagian luar. Celah ini dibersihkan oleh resonansi 2:1 dengan bulan Mimas. Jupiter membuat celah Kirkwood serupa di sabuk asteroid.
Ada rasio stabilitas untuk Neptunus dan Pluto: rasio 2:3 berarti Pluto menyelesaikan dua orbit dalam waktu yang dibutuhkan Neptunus untuk menyelesaikan tiga orbit.
Bidang mekanika yang digunakan untuk studi ini disebut mekanika langit.