所谓非同步轨道卫星通信，就是利用非同步轨道卫星进行通信的方式。非同步轨道卫星是相对于同步轨道卫星而言的，我们知道，同步轨道卫星是指，卫星距离地球的高度约为36000km， 运行方向与地球自转方向相同，运行轨道为圆形，运行周期与地球自转一周的时间相等，即24小时。那么，非同步轨道卫星泛指，小于20000km的中低轨道卫星，或按椭圆形轨道运行的卫星。 中低轨道卫星的高度通常在1000~20000km之间，比同步轨道卫星的高度要低得多，绕地一周所需时间也短，通常在2~12小时之间，从地面看，卫星在天是上移动的；此外，由于中低轨道卫星的高度低，卫星天线辐射的电波在地面的覆盖范围小，因此，通常由一个所谓“星座”构成卫星系统，以实现全球通信。星座有数条轨道组成，我们拿一个篮球作比方，篮球皮的接缝好比卫星轨道，接缝有好几条，从这个顶端连接到那个顶端，再在每条接缝上平均粘上几粒小豆，小豆代表卫星，于是篮球的多条接缝和小豆便构成了一个典型的星座，地球则处在篮球的球心位置，也就是说，整个地球被星座中的卫星所包围，或者说整个地球被卫星群的天线所覆盖。
中低轨道卫星主要用于移动通信，但卫星移动通信与地面移动通信在方式上不尽相同，在地面移动通信中，按蜂窝状设置的基站是固定在一个地方的，而终端即汽车、火车及行人是移动的；在卫星移动通信中，按网状或星状结构组成的卫星群（即星座）是基站，基站在天上是移动的，移动的速度达每秒数公里。而地面的行人、汽车，甚至高速火车，虽然在行进中具有一定速度，但他（它）们的速度较之星座移动的速度要慢得多，可以这样认为，地面的移动终端相对于星座来说是静止的，因此，在卫星移动通信中，移动的是天上的基站，相对固定的倒是地面的移动终端。
比较典型的中低轨道卫星通信系统有，曾在二十世纪末被认为可与世界任何一个角落进行通信的“铱”星系统。该系统原设计方案为6个轨道77颗卫星，因与铱原子的电子数相等，故命此名。后来，为了降低成本，每个轨道配置11颗卫星，变成总计66颗卫星，但仍用原名称注册。“铱”星系统的卫星高度仅有764km，运行周期为1小时40分7秒，倾角为86.4°，近似极轨道，基本围绕南北两极运行。
“铱”星通信系统特别适用于人烟稀少的山区、牧区和边远地区，其最大优点是，与同步轨道卫星通信相比，具有较小的时延。缺点是建设成本昂贵，需用数十颗卫星，而且卫星的寿命较短，只有数年时间，因此，运营成本很高，据有关资料报告，每话路月租费的世界平均水平达50美元，通话费每分钟约需3美元。由于用户数过少，运营商入不敷出，故该系统已停止运行。
椭圆轨道卫星一般用于特定地区的固定通信，例如，俄罗斯、加拿大等国家，由于国土辽阔，且偏离赤道，利用赤道上空的静止卫星进行通信，从通信质量和通信效益看未必都是最佳选择，如果采用椭圆轨道卫星通信则可收到事半功倍的效果。
作为椭圆轨道卫星，主要利用的是卫星的远地点而非近地点，因为卫星近地点的距离通常在1000~25000km之间，而远地点的距离则达到40000~50000km，在椭圆轨道上，远地点卫星的运行速度比近地点卫星的运行速度要慢得多，远地点卫星天线辐射的电波也比近地点卫星天线辐射的电波在地球上覆盖的范围要大得多，熟话讲站得高看得远，这对于幅员辽阔的国家来说是有利的。此外，在发射卫星时，可以把卫星轨道面的倾角控制在一个合适的角度上，使卫星远地点的位置恰好在本国上空。所以，椭圆轨道卫星主要也是用于一些国家的国内通信，例如，著名的俄罗斯“闪电”系列卫星，采用一轨三星方案，即在同一个椭圆轨道上部署三颗卫星，卫星远地点在北半球（39500 km），近地点在南半球（1000 km），倾角63.4°，运行周期12小时，单颗卫星几乎可以在俄罗斯上空漂浮10小时，三颗卫星足以保证24小时不间断通信。
由于椭圆轨道卫星在椭圆轨道上的运行速度不同，在一轨三星的情况下，对地球站的跟踪系统应有很高的要求，一般至少需要两副天线才能对轨道上的卫星作接力跟踪。
椭圆轨道卫星也可用于移动通信，例如，由美国西屋等五家公司联合研制的“爱丽莎”椭圆轨道卫星系统，设有三个椭圆轨道面作为全球移动通信的“星座”，其倾角分别为0°、63.4°、116.6°，这三个轨道面就像礼仪小姐的左肩和右肩分别斜挎一条缎带，在腰间还围着一条缎带，共有15颗卫星分别在三个椭圆轨道上运行，63.4°和116.6°两个倾角椭圆轨道卫星的远地点都是7800km，由于北半球的陆地面积大于南半球的陆地面积，因此，远地点都设在北半球上空，近地点只有520km，设在南半球上空；另一平行于地球赤道面的零倾角椭圆轨道卫星，远地点为7800km，近地点差不了多少，是个近似于圆的轨道，主要为赤道附近的用户服务。
