月球轨道环行器（Lunar Orbiter）又称“月球轨道器”，是
NASA的
月球探测器，它是研究
月球环境和表面结构的人造月球卫星，主要任务是在绕月轨道飞行时拍摄月球正面和背面的详细地形照片，绘制0.5米口径的
火山口或其他细微部分的月面图，并且为“阿波罗”号载人登月飞船选择着陆点。
“月球轨道环行器”（Lunar Orbiter）是
NASA的月球探测器，共5个，于1966年8月~1967年8月用宇宙神 - 阿金纳D运载火箭在
卡纳维拉尔角发射场发射升空。任务目标是对月球表面进行全面、详细的观测，为“阿波罗”载人登月飞船选择着陆点。“月球轨道环行器”计划由NASA兰利研究中心管理，成本约2亿美元。
每个月球轨道环行器都装有两台带有特殊跟踪机构的
摄像机，拍摄时不致因运动引起图像模糊,其中一台用于普查,一台用于详查。图像记录在胶片上，再用无线电传输到地球站。
月球轨道环行器-1~3均围绕月球
赤道的低纬轨道上飞行，其轨道倾角较小。其中1号环形器于绕月环行3天后作轨道机动,将近月点降至离月面58公里；2号环形器最后达到距月面39公里的近月点，用
望远镜头和
广角镜头拍摄到清晰的月面照片，其中几幅近景照片的科学价值尤高。为了扩大摄影区域，3号环形器的轨道倾角由以前的12°左右改为21°。这三个月球轨道环形器的主要目的是观测“阿波罗”任务的计划登月区域（北纬5°~南纬5°，东经45°~西经5°），该区域包括根据“
勘测者号”探测器的观测结果选出的20个预定的登月点。
月球轨道环行器-4~5均在绕月球极轨道上运行，从月球的北极上空飞往南极上空，以拍摄更大面积的月面并监视近月空间的微流星体和电离辐射。这两个环形器主要根据月球轨道环行器-1~3的观测结果，从中选出8个登月点进行进一步观测，并对整个月球表面进行成像测绘，同时还获得了月球表面的
放射性和矿物含量等资料以及有关月球引力场等数据。
“月球轨道环行器”全部成功进入月球轨道，共发回1654幅月球图像，其中840幅是月球轨道环行器-1~3拍摄的“阿波罗”飞船计划登月区域的图像；余下814幅是月球轨道环行器-4~5拍摄的8个登月点的图像。探测器拍摄的月球图像月占月球表面总面积的99%，分辨率优于60m。其中月球轨道环行器-5完成月球背面的覆盖观测，获得预选区域的中分辨率（20m）和高分辨率（2m）的图像。
5个“月球轨道环行器”的构型基本相同，质量约385kg，主结构为底部直径1.5m、高1.65m的截锥形结构，包括3个舱段，并由桁架支撑。巡航机动采用推力445N的速度控制发动机，4个4N的氮气喷管用于姿态控制。探测器为三轴稳定，由
太阳敏感器、老人星跟踪器及惯性基准单元（IRU）提供姿态信息。电源系统包括功率375W的太阳翼和12A·h的镉镍蓄电池。通信采用S频段（2295MHz），其中1W功率的发射机和定向高增益天线用于发送图像信息，0.5W功率的发射机和全向低增益用于通信。热控采用多层隔热材料、专用涂层、辐射器和小型加热器。
“月球轨道环行器”的有效载荷包括成像系统、
微流星体探测仪和辐射强度测量仪。其中，成像系统是一个双透镜相机系统，包括高分辨率610mm透镜系统和中分辨率80mm透镜系统，在96km的
近月点高度，2个系统的分辨率分别为2m和20m。