照相偵察衛星
在各種衛星偵察手段中，照相偵察發展得最早、最快，數量最多，技術也最成熟。它具有分辨率高、察微知著、一覽無餘、了如指掌的優點照相偵察是把長焦距、高分辨率的攝影機安裝在衛星上，對地麵目標攝影來獲取情報的。所攝照片的分辨率主要取決於衛星的軌道高度和成像係統的質量。經過多年的改進，攝影機質量不斷提高，分辨地麵目標的能力也越來越強。美國的第四代偵察衛星“大鳥”使用的攝影機在l60公裏高空上能夠分辨出地麵300毫米大小的物體。這樣高的分辨力，不僅能夠準確地測定出洲際導彈地下井的位置及其尺寸，而且能夠識別出飛機、坦克以至汽車的型號。
膠卷回收型和電傳輸型
照相偵察衛星按膠片傳輸的方式不同，分為膠卷回收型和電傳輸型兩類：
膠卷回收型照相偵察衛星上，一般裝有高分辨率的長焦距、大孔徑的窄角鏡頭照相機。當衛星飛臨地麵目標上空時，相機按地麵指令或按照自動程序控製進行拍照，曝光後的膠片送人暗盒，貯存於回收艙內，在預定的時間把回收艙拋了出來，送回地球上的某一回收區。地麵人員或在陸地上，或在海洋上，或在天空中回收它。根據回收次數的要求，衛星上可以裝載若幹個回收艙，像郵遞員每天送報紙那樣，隔一定時間向地麵彈射一個載滿膠片的回收艙。
電傳輸型照相偵察衛星上，一般裝有中分辨率的廣角鏡頭照相機，對既定目標攝影成像後，將膠片在衛星上幹洗（自動顯影），再送進光電掃描儀。膠片在光電掃描儀內被一束光依次照射，就如同一個人閱讀報紙一樣，一行一行地掃描下去，並將這種變化的光信號又轉變為電信號，通過無線電係統發射到地麵上來。地麵站的無線電接收機接收到這些信號後，再將其還原成圖像或照片。
膠卷回收型和電傳輸型偵察衛星各有長短。前者采用光學攝影獲得照片的分辨率，比其他各種成像方法的分辨率要高10倍，用它對戰略目標進行重點偵察，效果甚佳。但這種方法傳送照片不及時，容易貽誤戰機。後者的優點是能夠快速獲得情報，完成“實時偵察”或“近實時偵察”，缺點是照片上的圖像經過光電轉換及無線電傳輸以後，分辨率大為降低。這種方法往往用於對地麵目標的普查。
在實際應用中，上述兩種衛星往往配合使用，互為補充。一般先發射一顆電傳輸型偵察衛星對地麵進行普查，如果發現可疑的目標需要詳查的話，再發射膠卷回收型偵察衛星，進行高分辨率攝影，將膠片送回地麵認真判讀和分析，這樣就能夠較好地完成偵察任務了。
電視偵察是進行實時偵察的重要手段之一。它能及時，快速地把偵察到的情報傳遞給地麵。在進行電視偵察的人造衛星上，除攜有電視攝像機外，還裝有與之配合工作的電磁（磁帶或磁鼓）錄像機。電視攝像機對地麵目標偵察所獲得的電視圖像，送入電磁錄像機記錄下來，當衛星經過本國地麵接收站上空時，通過無線電傳輸方式發送給地麵，這樣可做到“近實時”偵察。如若借助於通信衛星作為中繼係統，便能夠達到“實時”偵察的效果了。