隨著航天技術的發展，航天任務都要求衛星具有敏捷性。姿態敏捷性包括姿態快速機動、姿態快速穩定以及機動過程中保持穩定三種能力。衛星上常用的姿態調整執行機構包括飛輪、推力器、控制力矩陀螺、磁力矩器、太陽帆板驅動機構等。

飛輪是一種控制精度較高的執行機構，它的工作僅消耗電能，可透過太陽帆板吸收太陽能轉化為電流獲得，基於動量矩定理，透過調節飛輪轉速，實現飛輪和衛星之間的動量矩交換，從而控制衛星姿態轉角，也可以稱為動量矩交換式執行機構。採用電機作為執行部件，電機產生的控制力矩為內力矩，無法改變星體的總動量。採用多個飛輪構型的動量輪元件作為執行機構控制衛星姿態轉角，透過調節飛輪轉速，使飛輪與衛星星體之間進行角動量交換，進而控制星體。

控制力矩陀螺是一種有效的角動量交換機構，具有力矩放大能力，在同等質量和體積下能夠提供比飛輪高一個數量級的控制力矩。控制力矩陀螺是依靠高速轉子提供角動量，根據航天器姿態控制訊號，透過框架伺服系統控制高速轉子角動量的方向改變，輸出陀螺力矩來控制航天器的姿態，是敏捷機動衛星、大型衛星、空間實驗室及大型空間站姿態控制執行機構的理想選擇。

磁力矩器是透過利用地磁場與磁棒的相互作用產生力矩從而控制衛星運動。磁力矩器由磁棒和驅動控制電路兩部分組成:磁棒產生磁矩，它由纏繞著線圈的軟磁性材料磁芯構成，線圈產生磁場，磁芯用來聚磁;驅動控制電路接收衛星姿態控制計算機輸出的訊號，透過驅動電路的放大，產生磁力矩器所需工作電流，提供給線圈用以產生相應的磁矩。

推力器是一種繼電器，執行時向外噴射燃料，使星體向相反方向運動，需要消耗工質。推力器具有響應速度快、指向精度高的特點，可用於衛星星箭分離後的多個工作模式，如消除偏模式、速率阻尼模式、姿態捕獲模式、姿態機動模式、姿態穩定多種狀態模式下。

人造地球衛星技術中最重要的問題之一就是姿態確定和控制，姿態確定是指人造地球衛星對於某個基準的姿態定位，而姿態控制是指人造地球衛星在規定或者預先確定的方向上定向的過程。隨著空間應用的不斷髮展，人們對人造地球衛星的高精度、高可靠性和長壽命的要求越來越強烈，對人造地球衛星姿態確定和控制系統的要求也越來越高，比如對地觀測衛星的指向精度已經從1970年代的1度提高到0.001度。

一般來說，衛星姿態確定是衛星姿態控制的前提，是利用衛星上的姿態敏感器測量所得資訊，經過適當的處理，求得固連於衛星本體座標系相對於空間參考座標系中的姿態。衛星姿態確定系統主要是由姿態敏感器和衛星姿態確定演算法軟體組成。在目前使用的衛星姿態敏感器中，星敏感器的精度最高，太陽敏感器和地球敏感器精度次之，磁強計精度最低，但是成本也最低，一般應用在微小衛星或者其他姿態敏感器失效的情況下作為備用手段；陀螺儀可以連續測得衛星相對於慣性空間的姿態角速度、積分可得姿態角，但是由於陀螺儀存在漂移，所以需要外部資訊進行修正。

衛星的姿態控制主要是實現衛星繞質心旋轉的姿態運動，透過對衛星施加繞質心的旋轉力矩，保持或者按需要改變衛星在空間的定位。一般來說，衛星的姿態控制系統主要由姿態敏感器、控制器和執行機構三部分組成，其執行機構主要包括推力器、飛輪和磁力矩器。

推力器（冷氣噴射）為執行機構的三軸穩定姿態控制屬於主動式零動量衛星姿態控制系統，其優點是響應速度快、指向精度高，但是受到所帶工質多少的影響，一般只用於姿態穩定和姿態控制工作量較小的場合。從國內外長壽命、高精度、高穩定的衛星姿態控制系統來看，主要採用飛輪作為穩定執行的姿態執行機構。

飛輪透過與衛星之間的角動量交換來實現衛星的姿態控制，如果飛輪的轉速方向可變，平均角動量為零，就被稱為反作用飛輪或者零動量飛輪；如果角動量為一個偏置值，就被稱為偏置動量輪。在這其中，零動量飛輪的姿態控制精度最高，偏置動量輪的姿態控制精度次之。