Como mencionamos, además de los planetas principales, el Sistema Solar está compuesto por muchos más cuerpos celestes. Alrededor de la mayoría de los planetas giran satélites, de manera similar a la Luna en torno de la Tierra. En Astronomía, el término satélite se aplica en general a aquellos objetos en rotación alrededor de un astro, este último es de mayor dimensión que el primero; ambos cuerpos están vinculados entre sí por fuerzas de gravedad recíproca.
Existe una diferenciación entre satélites naturales y artificiales. Los artificiales son los construidos por el hombre, y por lo tanto es factible, de alguna manera, de modificar su trayectoria. En las últimas décadas se han puesto en órbita una gran variedad de satélites artificiales alrededor de la Tierra y también de varios planetas.
Un satélite natural, en cambio, es cualquier astro que se encuentra desplazándose alrededor de otro; no es factible modificar sus trayectorias artificialmente.
En general, a los satélites de los planetas principales se les llama lunas, por asociación con el nombre del satélite natural de la Tierra.
Los diferentes planetas poseen distinta cantidad de lunas. El número total en el Sistema Solar es alto y aún se considera incompleto, ya que se continúa encontrándose nuevas lunas. No se conocen lunas en Mercurio ni en Venus y tampoco ningún satélite que posea una luna.
A pesar de estar acostumbrados a que la visión de nuestra Luna como un cuerpo esferoidal, debe pensarse que, en general, los satélites de los planetas principales pueden ser bien diferentes, presentar formas irregulares o ser sumamente achatados.
En la actualidad (julio de 2015) el número total de satélites conocidos en cada planeta se indica a continuación. Seguramente en los próximos años un número mayor de pequeños satélites serán descubiertos.
| Planeta | Número de Satélites |
| Tierra | 1 |
| Marte | 2 |
| Júpiter | 67 |
| Saturno | 150+53(menores) |
| Urano | 27 |
| Neptuno | 14 |
| Plutón | 5 |
Las lunas de los planetas se mueven alrededor del mismo soportando diversas fuerzas; si los planetas fueran esferas perfectas, se desplazarían en órbitas perfectamente elípticas. Como los planetas están deformados a causa de su rotación, presentan un abultamiento ecuatorial. Este efecto, conjuntamente con las fuerzas de atracción de otras lunas del mismo planeta y la acción gravitatoria del Sol, determinan que cada satélite posea un movimiento complejo denominado movimiento perturbado.
En la siguiente tabla se indican el período sidéreo y el diámetro medio de algunas lunas de los planetas principales y de nuestra Luna.
| Planeta | Satélite | PS(días) | D(km) |
| Tierra | Luna | 27,32 | 3.476 |
| Marte | Fobos | 0,31 | 21 |
| Deimos | 1,26 | 12 | |
| Júpiter | Ganímedes | 7,15 | 5.262 |
| Io | 1.77 | 3.630 | |
| Europa | 3.55 | 3.140 | |
| Calixto | 16,69 | 4.800 | |
| Leda | 239 | 16 | |
| Saturno | Atlas | 0,60 | 40 |
Titán | 15,95 | 5.150 | |
| Urano | Cordelia | 0,33 | 15 |
Titania | 8,71 | 1.590 | |
| Neptuno | Naiad | 0,3 | 60 |
Nereida | 360,2 | 340 | |
| Plutón | Caronte | 6,38 | 1.200 |
El período sidéreo PS está dado en días y fracciones de día (terrestres) y el diámetro D en kilómetros.
Respecto al origen de estos astros se han sugerido diferentes teorías: (a) se formaron junto con el planeta principal; (b) se desprendieron del planeta principal a lo largo de su evolución; o bien (c) se trata de un cuerpo capturado por el planeta principal (por ejemplo Febe en Saturno, o bien Fobos y Deimos en Marte).
Como también se ha verificado que existen asteroides que tienen su propia luna, por ejemplo, Herculina, un planetita de 217 km de diámetro con una luna de apenas 50 km. Hay quienes sospechan que el propio Plutón y su luna, son en realidad dos asteroides bastante grandes muy alejados del resto, en los confines del Sistema Solar.
El análisis detallado de las fotografías y los datos astrofísicos enviados por naves espaciales, han mostrado que los satélites son cuerpos opacos y sólidos, muy diferentes unos de otros. Algunos de ellos son tan grandes como el planeta Mercurio.
Excepto nuestra luna, los satélites planetarios no son visibles a simple vista y sólo las cuatro mayores lunas de Júpiter, cuyos nombres son Europa, Io, Calixto y Ganímedes, se pueden observar a través de binoculares o con un pequeño telescopio. Los restantes satélites precisan de poderosos instrumentos para ser detectados.
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