Zemā Zemes orbīta (LEO) ir orbīta no aptuveni 100 līdz 1240 jūdzēm (160-2000 km) virs Zemes virsmas. Gandrīz visi cilvēku lidojumi kosmosā ir notikuši zemajā Zemes orbītā, ar dažiem ievērojamiem izņēmumiem. Zemā Zemes orbītā atrodas arī liels skaits satelītu, tāpat kā Starptautiskā kosmosa stacija.
Patiesībā tas, ko daudzi cilvēki fotogrāfijās uzskata par kosmosu, joprojām atrodas zemas Zemes orbītā. Pašu LEO aptuveni satur visdziļākā Van Allena starojuma josta, ko notur Zemes ģeomagnētiskais lauks. LEO un Van Allena josla daļēji pārklājas, un jostā atrodas daži satelīti. Iekšējā Van Allen starojuma josta faktiski rada grūtības satelīta darbībai, jo satelīti ir jāaizsargā pret lielo enerģijas līmeni. Tiek piedāvāts no šīs jostas enerģiju novadīt uz leju, samazinot nepieciešamo ekranējumu daudzumu, kā arī bīstamību, ko cilvēkam rada enerģijas līmeņi.
Objektiem zemā Zemes orbītā atkarībā no to augstuma ir ievērojama pretestība. Zem aptuveni 310 jūdzēm (500 km) objekti atrodas termosfērā, savukārt virs šī augstuma tie atrodas eksosfērā. Abos ir dažādas gāzes, kas iedarbojas uz satelītiem, liekot tiem iztērēt kādu enerģiju, lai paliktu orbītā. Tā kā šī pretestība palielinās, samazinoties augstumam, nav ierasts, ka objekti tiek novietoti zemāk par aptuveni 185 jūdzēm (300 km).
LEO atrodas vairāki dažādi cilvēku objekti no dažādiem laika periodiem. Ievērojamākā no tām, iespējams, ir Starptautiskā kosmosa stacija, kas atrodas apmēram 200 jūdzes (320 km) virs Zemes virsmas, labi termosfērā. Starptautisko kosmosa staciju regulāri apmeklē Space Shuttle, Sojuz kosmosa kuģis, Automated Transfer Vehicle un Progress kosmosa kuģis, kas visi veic tikai LEO misijas.
LEO atrodas arī liels skaits satelītu, kas apceļo pasauli aptuveni 90 minūtēs ar ātrumu aptuveni 5 jūdzes sekundē (8 km/s). Satelīta palaišana zemā Zemes orbītā prasa daudz mazāk enerģijas nekā tā palaišana kosmosā, un aprīkojums, kas nepieciešams signāla nosūtīšanai atpakaļ uz Zemi, var būt daudz mazāk jaudīgs. Šo iemeslu dēļ LEO satelīti joprojām tiek plaši izmantoti, lai gan tie nevar atrasties vienā planētas daļā tā, kā to spēj ģeostacionārie satelīti kosmosā. Atkritumi pārblīvē arī zemo Zemes orbītu, un pašlaik tiek izsekoti aptuveni 8,500 objekti, kas lielāki par 10 cm. Šie atkritumi apdraud satelītus un misijas, jo pat sīki objekti, kas pārvietojas ar šādu ātrumu, var radīt milzīgus bojājumus.
Visai cilvēka darbībai kosmosā pārsteidzoši maza daļa no tās faktiski ir notikusi ārpus zemās Zemes orbītas. Enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai transportlīdzekli izvestu ārpus šīs orbītas, ir milzīgs, un atgriešanās var būt sarežģīta, padarot pilotētus lidojumus īpaši drosmīgus. Apollo programma, kas galu galā nosūtīja cilvēkus uz Mēness virsmu, iespējams, ir vislabāk zināmā programma cilvēku sūtīšanai ārpus LEO, un kopš tā laika tikai daži citi pilotējami transportlīdzekļi ir šķērsojuši barjeru.