经过几十年的地面气象观测，20世纪初，人们开始向高海拔空进军。起初，人们在力所能及的高山地区建立观测站，测量气压、温度、湿度和风力的变化。后来施放了氢气球，观察风向的变化和风力的大小。20世纪30年代，人们发明了射电探测仪空，可以探测到几千米到几万米高空的气压、温度、湿度和风向风速的连续变化。然而，获得的信息只是局部的。
1960年4月1日，美国发射了第一颗实用气象卫星 泰勒斯 第一，然后，前苏联，日本，欧洲航天局，印度，中国等等都有自己的气象卫星。
气象卫星是沿着地球上空的特定轨道运行，利用遥感技术对地球进行气象观测的人造卫星。沿着近极太阳同步轨道运行被称为 极地轨道气象卫星 ，它运行在地球上空 600 ~ 1500公里的高度，轨道近似圆形。轨道所在的平面与太阳光线保持固定的夹角，每隔12小时左右以卫星云图的形式向地面发送全球气象数据。
沿赤道空沿圆形轨道运行的气象卫星称为 地球同步气象卫星 卫星的角速度等于地球自转的角速度。与地球相比，卫星总是 静止 在赤道的某个经度上空，所以也叫 地球静止气象卫星 。它位于地球赤道上空35800公里，俯瞰南北50个纬度、东西100个纬度的圆形范围内的大气和海洋，大约每半小时以卫星云图的形式向地面发送气象数据。
气象卫星在观测地球、大气和海洋、空之间的数据收集站和气象数据通信线路方面发挥着极其重要的作用。在赤道空上有4 ~ 5颗静止气象卫星，在南北极附近有两颗极轨气象卫星，观测范围可以覆盖全球。
卫星探测数据可以计算海水表面的温度分布，确定当前位置，识别海水的冻结范围。卫星云图可以直观形象地展示陆地和海上的云系、风暴、雨、雾、雪、沙尘等气象条件。
根据卫星遥感仪器选择的探测波段不同，卫星云图分为可见光云图和红外云图。可见光云图是通过测量地球上的物体对太阳光的反射强度得到的，只有白天才有。太阳反射的强度越大，图像越白；反射强度越小，图像越暗。用辐射计测量一个较长的红外波段得到的云图称为红外云图，可以昼夜获取。辐射量越小，低温下图像越亮；辐射量越大，高温区域的图像越暗。
气象卫星可以飞越空全球，及时观测数据，将数据存储在卫星体内，由发射国地面站控制接收。和平时期，它以最新的气象探测手段造福人类；战争时期，作为战略武器的配套技术，特别适用于军事气象保障，尤其是以海洋为主战场的海军气象保障。
