Raketová technika vychází z výpočtů, jež popisují pohyb těles zanedbatelné hmotnosti v gravitačním poli Země. Bylo zjištěno, že umělé těleso musí při plnění určitých úkolů dosáhnout určitých kritických rychlostí – označujeme je jako „kosmické“.
První kosmická rychlost je kritická rychlost tělesa, jež má být navedeno na oběžnou dráhu Země. Požadavek na minimální energii splňuje trajektorie kruhová a hodnota této kritické rychlosti je 7,9 km/s. S dalším zrychlením bude těleso přecházet na dráhu protaženou, až s překročením druhé kosmické rychlosti (11,2 km/s) dosáhne dráhy parabolické a zcela se vymaní z gravitačního vlivu Země. Raketová mechanika přitom definuje ještě další čtveřici kosmických rychlostí.
Nevyvine-li raketa alespoň první kosmickou rychlost, nezvládne vykonat ani jeden oběh kolem Země a jednoduše řečeno spadne po tzv. balistické křivce zpět na její povrch. Čím vyšší rychlosti raketa dosáhne, tím dál od místa startu dopadne či přistane. Lety po balistických křivkách se využívaly ke studiu možností v počátcích raketové techniky a pilotovaných letů, například při prvních startech programu Mercury. Dnes slouží třeba při vzletech výškových sondážních raket, z nichž některé mohou nést i užitečné vědecké vybavení, včetně astronomických dalekohledů (kupříkladu projekt Hi-C zaměřený na fotografování detailů sluneční koróny).
