Žema Žemės orbita (LEO) yra maždaug 100–1240 mylių (160–2000 km) virš Žemės paviršiaus esanti orbita. Beveik visi žmonių skrydžiai į kosmosą vyko žemoje Žemės orbitoje, išskyrus keletą reikšmingų išimčių. Daug palydovų taip pat yra žemoje Žemės orbitoje, kaip ir Tarptautinė kosminė stotis.
Tiesą sakant, tai, ką daugelis žmonių iš nuotraukų laiko kosmosu, vis dar yra žemoje Žemės orbitoje. Pats LEO apytiksliai sulaikomas vidinėje Van Alleno spinduliuotės juostoje, kurią laiko Žemės geomagnetinis laukas. LEO ir Van Alleno diržas šiek tiek sutampa, kai kurie palydovai yra juostoje. Pati vidinė Van Allen spinduliuotės juosta iš tikrųjų kelia sunkumų palydovo veikimui, nes palydovai turi būti apsaugoti nuo didelio energijos lygio. Siūloma iš šios juostos energiją nuleisti iš esmės žemyn, sumažinant reikalingo ekranavimo kiekį bei energijos lygių keliamą pavojų žmogui.
Žemoje Žemės orbitoje esantys objektai, priklausomai nuo jų aukščio, patiria didelį pasipriešinimą. Žemiau apie 310 mylių (500 km) objektai yra termosferoje, o virš šio aukščio jie yra egzosferoje. Abiejuose yra įvairių dujų, kurios stabdo palydovus, todėl jiems reikia išleisti šiek tiek energijos, kad išliktų orbitoje. Kadangi šis pasipriešinimas didėja mažėjant aukščiui, nėra įprasta, kad objektai būtų statomi mažesniame nei 185 km aukštyje.
LEO gyvena daugybė skirtingų žmogaus objektų iš skirtingų laikotarpių. Žymiausia iš jų tikriausiai yra Tarptautinė kosminė stotis, esanti maždaug 200 mylių (320 km) virš Žemės paviršiaus, termosferoje. Tarptautinę kosminę stotį reguliariai lanko erdvėlaivis „Space Shuttle“, erdvėlaivis „Sojuz“, „Automated Transfer Vehicle“ ir „Progress“ erdvėlaivis, kurie visi vykdo tik LEO misijas.
LEO taip pat yra daugybė palydovų, kurie aplink pasaulį apkeliauja maždaug per 90 minučių maždaug 5 mylių per sekundę (8 km/s) greičiu. Palydovo paleidimas į žemą Žemės orbitą užima daug mažiau energijos nei paleidimas į kosmosą, o įranga, reikalinga signalui siųsti atgal į Žemę, gali būti daug mažiau galinga. Dėl šių priežasčių LEO palydovai vis dar plačiai naudojami, nors jie negali likti vienoje planetos dalyje taip, kaip gali geostacionarūs palydovai erdvėje. Nuolaužos taip pat užgriozdina žemąją Žemės orbitą – šiuo metu stebima apie 8,500 objektų, didesnių nei 10 cm. Šios šiukšlės kelia grėsmę palydovams ir misijoms, nes net maži objektai, skriejantys tokiu greičiu, gali padaryti milžinišką žalą.
Visą žmogaus veiklą kosmose stebėtinai mažai iš tikrųjų vyko už žemos Žemės orbitos ribų. Energijos kiekis, reikalingas transporto priemonei iškelti už šios orbitos, yra milžiniškas, o grįžti gali būti sudėtinga, todėl pilotuojami skrydžiai tampa ypač drąsūs. „Apollo“ programa, kuri galiausiai išsiuntė žmones į Mėnulio paviršių, tikriausiai yra geriausiai žinoma programa, skirta žmonėms siųsti už LEO ribų, ir nuo to laiko barjerą įveikė tik keletas kitų pilotuojamų transporto priemonių.