Eine geosynchrone beziehungsweise geostationäre Transferbahn (auch Geotransferorbit; Abk. GTO von engl. geosynchronous / geostationary transfer orbit) ist eine Erdumlaufbahn, auf der Satelliten von Trägerraketen ausgesetzt werden, um danach endgültig auf einer geosynchronen beziehungsweise geostationären Umlaufbahn (GEO) positioniert zu werden. Dem dazu erforderlichen Bahnmanöver geht eine genaue Bahnbestimmung voraus.
Der GTO hat die Form einer langgestreckten Ellipse; einer ihrer Brennpunkte ist der Erdmittelpunkt. Der am weitesten von der Erde entfernte Punkt – das Apogäum – liegt meist in der Nähe des geostationären Orbits in 35 786 km Höhe über dem Äquator. Die Bahngeschwindigkeit dort ist aber noch zu gering für die gewünschte Kreisbahn und die Bahnneigung (Inklination) meist zu groß.
Normalerweise setzt eine Rakete den Satelliten am (oder in der Nähe des) erdnächsten Punkts (dem Perigäum) der Ellipsenbahn aus. Die Umlaufzeit auf einem typischen GTO (250 × 36.000 km) beträgt ca. 10,5 Stunden, so dass die Höhe der geostationären Umlaufbahn erstmals nach etwas mehr als 5 Stunden passiert wird.