重力ターン方式
ピッチオーバーの後は、ロケットの飛行経路は完全に垂直ではなくなるため、重力の作用により飛行経路は地面に向かって曲がっていく。ロケットが推力を発生していなかった場合、飛行経路はボールを投げた場合と同様単純な楕円になり、やがて水平を通り越して地面へと落下していく。しかし、ロケットは推力を発生しているため、水平を向くまでに安定した軌道に投入するに足る十分な高度と速度を得ることができる。
多段ロケットの場合、各段の分離とエンジン点火との間にはある程度エンジン燃焼を停める時間が必要であるが、ロケットの設計によっては、各段の燃焼開始までに追加で慣性飛行する時間が必要となる場合がある。ロケットの推力が大きい場合には特に、すぐ燃焼を始めるとロケットが重力により水平方向を向くよりもはるかに前に燃料を使い果たしてしまうため、慣性飛行時間は長くなる。この手法は、地球など大気の厚い惑星からの打ち上げの場合にも有効となる。慣性飛行中にも重力により飛行経路は回転しつづけるため、ピッチオーバー角をより小さくとることができ、そのぶん垂直速度を大きくとり、大気圏からより速やかに脱出することができる。これにより、打ち上げ時の空力損失と空力負荷の両方を軽減することができる。その後、慣性飛行中に大気圏よりも上でロケットは水平になるため、迎え角がゼロの状態でエンジンを再点火すれば機体は水平方向に加速されて軌道へと投入される。
L-4Sロケットによるおおすみの打ち上げにおいては、政治的な問題から誘導装置の開発が遅れたために無誘導での打ち上げが行われることになった。これはロケット本体をランチャーによって傾けて発射することでピッチオーバーマニューバを省略、さらに第3段燃焼終了後の慣性飛行中に姿勢制御を行い、遠地点において地上からの制御で第4段に点火、軌道投入するもので、動力飛行中の誘導制御を一切行わない。
この方式では高度な技術を要する誘導装置が不要な代わりに、ロケットが風で流されたりロケットモーターの燃焼時間誤差で投入軌道に誤差が生じる、設計段階で想定した軌道にしか投入できない、といった欠点があり、後のM-3Cロケットから各段に順次設定した軌道とのズレを補正する誘導装置が搭載されてゆき、M-Vロケットではピッチオーバーマニューバを含めた積極的な誘導制御が行われるまでになった。
重力ターン軌道は、上昇初期段階において最も一般的に使用される。誘導プログラムは、事前計算されたピッチ角と時刻の対応表である。制御は、エンジンのジンバル角および動翼により行われる。ピッチ角は、機体にかかる空力負荷を最低限に抑えるため、真空空間に達するまでは迎え角ゼロに維持される(空力負荷が大きすぎると、機体はすぐに破壊されてしまう)。 一部の用途ではピッチ角を事前計算するだけで足りるが、近代的なロケットのほとんどすべてに加速度計とジャイロスコープを使用して位置、方向、速度を決定する適応的慣性誘導システムが搭載されている。事前計算済みピッチスケジュールで飛行し、軌道誤差を修正しないロケットの例として、英国の衛星打ち上げ用ロケットであるブラック・アローが挙げられる。一方、アポロ・サターンロケットは大気圏内で重力ターンを行ったあとは閉ループ慣性誘導を利用した。
最初のピッチプログラムは事前計算した挙動をなぞるだけの開ループシステムであり、風や推力変動などにより目標軌道からのずれを生じる。大気中では迎え角をゼロに保つため、軌道修正は行われない。宇宙空間に達して大気の影響を受けなくなった後、より複雑な閉ループ誘導プログラムに切り替えて軌道偏差を修正し、目的の軌道を得る。アポロ計画では、閉ループ誘導への移行は、一定の慣性姿勢を維持したまま第1段と段間リングを投棄した後、第2段の初期段階で行われた。ロケットの上段はほぼ真空で作動するため、翼には効果がない。操舵はエンジンのジンバリングと姿勢制御システムのみにより行われる。