L'astrodinamica, o meccanica orbitale, è la disciplina che studia il moto dei razzi, dei missili e dei veicoli spaziali determinato a partire dalle leggi del moto e la legge di gravitazione universale di Isaac Newton. È una branca della meccanica celeste che si focalizza sul moto orbitale di oggetti naturali come pianeti, lune o comete e artificiali (sonde, satelliti).
Concerne in particolar modo gli oggetti artificiali: dal lancio al rientro in atmosfera, quindi principalmente lo studio delle traiettorie, delle manovre orbitali e trasferimenti planetari.