Có vệ tinh sau khi hoàn thành nhiệm vụ, trở về mặt đất, như vệ tinh chụp phim mặt đất, vệ tinh hoàn thành các tài liệu thí nghiệm, vệ tinh mang các loại giống về động vật, thực vật, v.v. Loại vệ tinh này phải an toàn trở về mặt đất, nên gọi là vệ tinh thu hồi được. Sự thu hồi được của vệ tinh sau khi đã hoàn thành nhiệm vụ, phản ánh trình độ kỹ thuật vũ trụ của một nước đã đạt đến mức tương đối khá.
Ngược với vệ tinh khi bay lên, vệ tinh lúc thu hồi là một quá trình giảm tốc độ. Để thu hồi vệ tinh được bảo đảm, thông thường đòi hỏi các vật phẩm, các thiết bị làm việc phải mang về trong quá trình trở về cần được tập trung vào một khoang gọi là khoang thu hồi, những bộ phận không cần thu hồi sẽ được cắt bỏ trong quá trình thu hồi, để cho chúng bốc cháy trong không khí.
Để bảo đảm khoang thu hồi từ trên quỹ đạo vũ trụ bay về mặt đất an toàn đòi hỏi phải đột phá được năm cửa ải lớn sau đây: một là cửa ải điều chỉnh tư thế, trước hết phải điều chỉnh chính xác tư thế của vệ tinh từ quỹ đạo bay của nó trở thành tư thế hồi quyển và bảo đảm ổn định. Hai là cửa ải điều chỉnh tự động, đúng thời điểm khởi động tên lửa đẩy lùi khiến cho vệ tinh thoát khỏi quỹ đạo ban đầu, làm cho khoang hồi quyển đi vào quỹ đạo quay về theo dự định. Ba là cửa ải phòng nhiệt. Sau khi đi vào tầng khí quyển ma sát của không khí khiến cho nhiệt độ bề mặt vệ tinh tăng cao trên 1000 °C, do đó không những phải đảm bảo khoang thiết bị trở về không bị bốc cháy dưới nhiệt độ cao mà còn đảm bảo nhiệt độ trong khoang thiết bị dưới mức nhiệt độ cho phép. Bốn là cửa ải đổ bộ nhẹ nhàng tức là lợi dụng dù và hệ thống thu hồi khiến cho khoang trở về rơi xuống với tốc độ thấp (khoảng 10 m/s) ở trong phạm vi độ cao tương đối thấp để các vật phẩm thu hồi không bị tổn thương. Năm là cửa ải định vị và tìm kiếm, phải dự báo chính xác sớm vị trí rơi của khoang thu hồi khiến cho nhân viên thu hồi phát hiện được sớm để nhanh chóng triển khai công việc nghiệp vụ.
Kỹ thuật vệ tinh hồi quyển là một kỹ thuật quan trọng trong chinh phục vũ trụ của con người, độ khó rất lớn. Có được kỹ thuật phóng vệ tinh không có nghĩa là đã có kỹ thuật thu hồi vệ tinh. Năm 1975, Trung Quốc lần đầu tiên phóng vệ tinh dạng thu hồi, đến nay đã phóng thành công 17 vệ tinh và theo kế hoạch thu hồi 16 vệ tinh trở về Trái Đất an toàn, trở thành quốc gia thứ ba trên thế giới sau Mỹ và Liên Xô nắm vững kỹ thuật này. Nhật bản và Pháp chỉ mấy năm gần đây mới bước vào lĩnh vực này.