轨道衰变就是低轨飞行器的轨道缓慢衰降。其因是高层大气的阻力是一种耗散力，导致低轨飞行器的轨道缓慢衰降。通过力学原理，可以通过飞行器轨道的衰降数据反演出高层大气密度。
概念
如果轨道的某一部分进入了大气层，他的轨道就会因为拖曳而衰变。每一次通过近心点，这个物体就会与大气摩擦，并且失去能量。每次，物体都是很精确的在动能最大时损失能量，因此轨道的离心 率都会降低（更接近圆轨道）。这与摆锤的能量损失会使他在最低点的速度减慢，与最高点的高度降低现象是相似的。在连续不断的作用下，轨道受大气影响的路径一次比一次长，受到的影响也一次比一次明显。最后，作用的影响变得很大，即使以最大动能也不能继续维持轨道在受到大气层拖曳影响的极限之上。当这种情况发生时，物体将迅速的以螺旋形路径下降并与中心物体交会。
大气层边界的变化很大，当太阳极大期时，大气层会产生拖曳作用的高度与太阳极小期时相差达100公里以上。