Orbitálna rezonancia je rezonancia dvoch obiehajúcich telies, ktoré na seba navzájom pôsobia pravidelným, periodickým gravitačným účinkom. Ich obežné doby môžu byť spojené pomerom dvoch malých celých čísel. Je spôsobená meniacimi sa gravitačnými silami telies, ktoré okolo seba obiehajú. Stabilitu slnečnej sústavy prvýkrát skúmal Laplace a stále sa o nej veľa nevie.
Keď družica obieha okolo planéty alebo dve hviezdy okolo seba, gravitačné sily sa môžu meniť, niekedy veľmi výrazne. Čiastočne je to preto, že obežné dráhy sú zvyčajne elipsy, nie kruhové, a preto sa sily menia. Okrem toho planéty a hviezdy zvyčajne nie sú guľové. Otáčajú sa a líšia sa stupňom svojej oblosti. To tiež mení sily pôsobiace na obiehajúce teleso.
Najmä sily môžu byť nestabilné, takže menší partner sa môže meniť, kým sily nie sú stabilné (nemenia sa s časom). Satelity často končia jednou stranou k svojej planéte, pretože to je najstabilnejšia poloha (slapové uzamknutie).
Existujú aj ďalšie účinky na stabilitu. Medzery v Saturnových prstencoch sú spôsobené posunom častíc do stabilnejších polôh. V Saturnových prstencoch Cassiniho divízie je medzera medzi vnútorným prstencom B a vonkajším prstencom A. Vyčistila ju rezonancia 2:1 s mesiacom Mimas. Jupiter vytvára podobné Kirkwoodove medzery v páse asteroidov.
Pre Neptún a Pluto existuje pomer stability: pomer 2:3 znamená, že Pluto vykoná dva obehy za čas, ktorý Neptún potrebuje na vykonanie troch.
Oblasť mechaniky, ktorá sa používa na tieto štúdie, sa nazýva nebeská mechanika.