Ορίζουμε ως φυσικό δορυφόρο οποιοδήποτε σώμα που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από έναν πλανήτη μεγαλύτερης μάζας, ο οποίος ασκεί βαρυτική έλξη στον δορυφόρο. Για να θεωρήσουμε ένα αντικείμενο ως φυσικό δορυφόρο ενός πλανήτη, θεωρείται ως βασικό κριτήριο ότι το κέντρο μάζας βρίσκεται μέσα στο αντικείμενο ξενιστή (ο πλανήτης).
Προς το παρόν, το Ηλιακό Σύστημα αποτελείται από 8 πλανήτες, 5 αναγνωρισμένους νάνους πλανήτες, κομήτες, αστεροειδείς και τουλάχιστον 146 φυσικούς πλανητικούς δορυφόρους. Το πιο γνωστό είναι αυτό της Γης, που ονομάζεται απλά «φεγγάρι», το οποίο είναι το μόνο που έχει ο πλανήτης. Οι εσωτερικοί ή επίγειοι πλανήτες έχουν λίγους ή καθόλου δορυφόρους, και σε αντίθεση, οι άλλοι πλανήτες διαθέτουν αρκετούς δορυφόρους οι οποίοι, μετά την ανακάλυψή τους, χαρακτηρίστηκαν με διαφορετικά ονόματα, μερικά από τα οποία προέρχονται από ελληνικές και ρωμαϊκές μυθολογίες.
Οι φυσικοί δορυφόροι παραμένουν σε τροχιά γύρω από έναν πλανήτη επειδή βρίσκονται σε σημείο ισορροπίας γύρω από αυτό, δηλαδή ισορροπούν τις φυγοκεντρικές δυνάμεις (οι οποίες τείνουν να απομακρύνουν ένα σώμα μακριά από το κέντρο περιστροφής) και την κεντρομόλη δύναμη (η οποία τείνει να σύρετε στο κέντρο). Η δυναμική του πώς συμβαίνει αυτό είναι από τους νόμους της ουράνιας μηχανικής του Νεύτωνα, όπου οι φυσικοί δορυφόροι στην πραγματικότητα δεν "αναστέλλονται" στο διάστημα γύρω από έναν πλανήτη, αλλά συνεχώς "πέφτουν" πάνω του, μόνο με τέτοια ταχύτητα υψηλό που είναι το ίδιο με το "κατεβαίνει" λόγω της καμπυλότητας του πλανήτη.
Όπως σημειώσαμε νωρίτερα, ο πλανήτης Γη έχει μόνο έναν δορυφόρο, τη Σελήνη. Αντίθετα, ο Άρης έχει δύο, το Phobos και το Deimos. Ο Δίας είναι ο πέμπτος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα και στην τροχιά του υπάρχουν συνολικά 64 δορυφόροι (οι Καλύτεστο, Ιω, Γκανυμέδη και Ευρώπη είναι οι πιο γνωστοί). Όσον αφορά τον Ουρανό, οι δορυφόροι του είναι Τιτάνια, Αριέλ, Μιράντα, Ομπερόν και Ομμπρίελ.
Ο όρος φυσικός δορυφόρος αντιτίθεται στον τεχνητό δορυφόρο, ο δεύτερος είναι ένα αντικείμενο που περιστρέφεται γύρω από τη Γη, τη Σελήνη ή ορισμένους πλανήτες και που έχει κατασκευαστεί από τον άνθρωπο. Οι τεχνητοί δορυφόροι είναι διαστημικά σκάφη που κατασκευάζονται στη Γη και αποστέλλονται σε έναν πύραυλο που στέλνει ωφέλιμο φορτίο στο διάστημα. Οι τεχνητοί δορυφόροι μπορούν να τροχιάζουν φεγγάρια, κομήτες, αστεροειδείς, πλανήτες, αστέρια ή ακόμα και γαλαξίες. Μετά τη διάρκεια ζωής τους, οι τεχνητοί δορυφόροι μπορούν να παραμείνουν σε τροχιά ως διαστημικά συντρίμμια.
