Ďalšou skupinou telies patriacich do slnečnej sústavy sú mesiace. Každá prirodzená obežnica planéty, trpasličej planéty alebo planétky sa nazýva mesiac. Najväčšie mesiace majú guľatý tvar a môžu dosiahnuť až veľkosti malých planét (napríklad najväčší mesiac slnečnej sústavy Ganymedes je väčší ako najmenšia planéta slnečnej sústavy Merkúr). Mnohé mesiace sú však veľmi malé a dosahujú priemer iba niekoľko kilometrov. Mesiace bývajú spravidla veľmi chladné (výnimku tvorí Io) a posiate krátermi po dopade menších telies. Len málo z nich má atmosféru. Mesiace mávajú len planéty obiehajúce ďalej od Slnka ako Venuša (čiže Zem, Mars, Jupiter, atď…). Veľké vonkajšie planéty mávajú desiatky mesiacov. Väčšie a bližšie mesiace väčšinou obiehajú svoju planétu prográdnym smerom, vzdialenejšie a menšie mesiace (niekedy sa im hovorí nepravidelné mesiace) často obiehajú opačným, retrográdnym smerom. Súčasný počet planetárnych mesiacov v slnečnej sústave je 166,[18] neustále sa však mení, pretože sa objavujú nové mesiace.
Hoci teleso s najväčším počtom známych mesiacov (63) je v súčasnosti Jupiter[14], najväčší absolútny počet mesiacov má takmer určite Neptún,[19] pretože má najväčšiu Hillovu sféru a zároveň sa nachádza v oblastiach slnečnej sústavy s veľkým množstvom planétok, ktoré by mohol gravitačne zachytiť na svoju obežnú dráhu. Pre veľkú vzdialenosť Neptúna od Slnka je však objavovanie jeho mesiacov problematickejšie, ako objavovanie mesiacov bližších planét.
