Dos cuerpos que giran en torno a un mismo astro central están en resonancia orbital cuando sus respectivos períodos de traslación guardan entre sí una relación sencilla como 2:1, 3:2, etc. Este fenómeno produce una gran estabilidad respecto a posibles perturbaciones gravitatorias, y se da con bastante frecuencia entre los distintos satélites de un mismo planeta, o incluso entre dos planetas o un planeta y un asteroide.

Por ejemplo, entre Plutón (T=248 años) y Neptuno (T=164 años) existe una resonancia orbital 3:2, mientras para los cuatro satélites galileanos de Júpiter se dan las siguientes resonancias: Calixto-Ganímedes, 7:3; Ganímedes-Europa, 2:1 y Europa-Ío, 2:1.

También puede existir resonancia entre los períodos de traslación y rotación de un planeta o satélite, como resultado final del efecto continuado de las fuerzas de marea del astro en torno al cual orbita. Muchos satélites, tal como ocurre con la Luna, tienen idénticos períodos de traslación y rotación (resonancia 1:1), mientras en Mercurio la resonancia es 3:2.