Sobrevoo (flyby): sonda que pasa próxima a un astro e o analiza cos seus instrumentos.[4][5]
Orbitador (orbiter): sonda que entra en órbita dun astro, pasando a funcionar como un satélite artificial do mesmo.
Impacto: sonda que colide contra un astro, facendo análises durante a aproximación ou a colisión.[6]
Aterradora (lander): sonda que pousa nun astro analizándoo in loco, moitas veces levando consigo unha sonda vehicular.
Veicular (rover): sonda con capacidade de locomoción para analizar unha área maior dun astro.
Observatorio: sonda con capacidade telescópica, que pode actuar nunha ou máis faixas do espectro electromagnético, para efectuar observacións astronómicas, xeofísicas e espectrais, sen as distorsións provocadas pola atmosfera terrestre.
Unha vez unha sonda abandonou a veciñanza da Terra, a súa traxectoria probablemente tome unha órbita arredor do Sol semellante á da Terra. Para chegar a outro planeta, o método máis simple é unha órbita de transferencia de Hohmann. Técnicas máis complexas, como a asistencia gravitacional poden ser máis eficientes para o combustible, aínda que poden requirir que a sonda pase máis tempo de viaxe. Unha técnica que emprega moi pouca propulsión, aínda que require unha cantidade de tempo considerable, é seguir unha traxectoria na Interplanetary Transport Network.[7]
