宇宙飞船利用重力的原理来改变轨道，就和太阳系中的卫星与其它小型天体轨道改变的原因类似。例如来自太阳系外围区域的彗星，便常常被大型天体（通常是木星）的重力给抛入内太阳系。

如果没有其它影响因素，卫星或宇宙飞船都是在轨道能量与角动量守恒的原则下，以椭圆型轨道绕着一个较大的天体（称为主天体）运行。不过，当宇宙飞船靠近绕着同一个主天体运行的卫星时，这两个小型物体之间会交换轨道能量与角动量。因为轨道能量与角动量的总和仍然维持恒定，所以，如果宇宙飞船获得了轨道能量，那么卫星的轨道能量便会减少。又因为轨道周期（环绕一圈所需的时间）与轨道能量成正比，因此当宇宙飞船的轨道周期变长了（弹弓效应），卫星的轨道周期就会缩短。

因为宇宙飞船的质量比卫星要小得多，所以这样的效应对宇宙飞船的影响远大于对卫星的影响。举例来说，航向土星的卡西尼号宇宙飞船，质量约3000公斤，可是这个带环的行星的最大卫星——土卫六，可是将近10²³公斤。因此弹弓效应对于卡西尼号的影响，约比对土卫六的影响还高出20个数量级。

当宇宙飞船由后方越过卫星（各自在不同的轨道上）时，会使其相对于主天体的速度（与轨道能量）增加，就像是用弹弓把它抛向一个更大的轨道一般。我们也可以使宇宙飞船在卫星轨道的前方运行，以减低其速度（与轨道能量）。或甚至在卫星的上方或下方运行，可以改变宇宙飞船的行进方向，也就是只改变轨道的轴向（与角动量大小）。如果运行轨道的轴向是介于这两种之间，则会同时改变能量与角动量。当然，这些调整机制会对卫星造成相反的能量与角动量变化。不过因为卫星的质量很大，与影响其轨道的其它作用力相较之下，这样的效应所造成的变化便显得微不足道了。