مستودع الوقود المداري هو محطة للوقود تُوضع في مدار حول الأرض أو حول أي جرم آخر للسماح بتزويد المركبات الفضائية أو مرحلة النقل الخاصة بالمركبات الفضائية بالوقود في الفضاء. وهو أحد أنواع مستودعات الموارد الفضائية التي اقتُرحت لتمكين استكشاف الفضاء مع بنية تحتية. يوجد العديد من مفاهيم المستودعات المختلفة اعتمادًا على نوع الوقود الذي سيتم توريده أو موقعه أو نوع المستودع الذي قد يتضمن أيضًا ناقلة وقود لإيصال حمولة واحدة إلى مركبة فضائية في موقع مداري محدد لتغادر بعد ذلك. ليس من الضروري أن تكون مستودعات الوقود مرتبطةً بالمحطات الفضائية أو قريبةً منها.
تُعتبر وكالات الفضاء ووزارات الدفاع وأقمار الاتصالات الصناعية أو الشركات التجارية الأخرى من بين المستخدمين المحتملين لمنشآت التزود بالوقود وتخزينه في المدار.
ستطيل مستودعات الوقود العمر التشغيلي للأقمار الصناعية التي استهلكت تقريبًا كل وقودها الخاص أثناء إجراءها مناورات مدارية والموجودة في الغالب في المدارات المتزامنة مع الأرض. ستلتقي المركبات الفضائية بالمستودع، أو العكس، لإعادة التزود بالوقود لاستخدامه في المناورات المدارية اللاحقة. في عام 2011، أبدت شركة إنتلسات اهتمامًا بإجراء مهمة اختبارية أولية لإعادة تزويد العديد من الأقمار الصناعية بالوقود في مدارها المتزامن مع الأرض، ولكن أُلغيت جميع الخطط منذ ذلك الحين.
ستكون الوظيفة الأساسية لمستودع المدار الأرضي المنخفض (إل إي أوه) هي توفير الوقود لمراحل النقل المتجهة إلى القمر أو المريخ أو ربما إلى مدار متزامن مع الأرض. بما أنه يمكن تفريغ كامل وقود مرحلة النقل أو جزء منه، فإن المركبة الفضائية التي تُطلق بشكل منفصل مع الحمولة و/أو الطاقم يمكن أن تكون ذات كتلة كبيرة أو قد تستخدم مركبة إطلاق أصغر. لكن في حال وجود مستودع أو ناقلة وقود في إل إي أوه، يمكن تقليل حجم مركبة الإطلاق وزيادة معدل الطيران – أو يمكن أن يسمح ذلك بإطلاق حمولات أكبر، باستخدام هندسة مهمات أحدث لتعمل المركبة الفضائية التي تدور حول الأرض كمرحلة ثانية. قد يقلل ذلك من إجمالي تكاليف الإطلاق نظرًا لأن التكاليف الثابتة ستتوزع على المزيد من الرحلات الجوية وعادةً ما تكون التكاليف الثابتة أقل عند استخدام مركبات إطلاق صغيرة. يمكن أيضًا وضع مستودع الوقود في نقطة لاغرانج الأولى الخاصة بالأرض والقمر (إي إم إل 1) أو خلف القمر في النقطة الثانية (إي إم إل 2) لتقليل تكاليف السفر إلى القمر أو المريخ. اقتُرح أيضًا وضع مستودع وقود في مدار حول المريخ.