氣象衛星也是廣泛應用於國民經濟和軍事領域的一種衛星。這種用於氣象觀測的衛星，通常被發射到極地或地球同步軌道上，可連續、快速、大麵積地探測全球的大氣變化情況。從1960年4月1日美國發射第一顆試驗氣象衛星至1990年底,全世界共發射116顆氣象衛星，形成了全球氣象衛星網。這樣，就從根本上改變了傳統的用人觀測氣象的被動落後局麵，也消滅了全球4/5地方的氣象觀測空白區，使人們能獲得連續、全球範圍內的大氣運動駕馭能力，大大減少災害性損失，使農、牧、漁業及航空、航海航天發射和建築事業，乃至人民生活都得到巨大好處。據美國統計，如對自然災害能有3~5天的預報，就可減少農業方麵的30%~50%的損失，僅農、牧、就可年獲益1.7億美元，每年還能減少經濟損失50億美元。我國利用氣象衛星資料預報天氣，也獲得很大經濟效益，例如，自1982年至1983年，在我國登陸的33次台風無一漏報。僅1986年在廣東汕頭附近登陸的“8607”號台風，由於預紐時準確,就減少損失達10多億元。
人造地球衛星用於氣象業務，是本世紀60年代初氣象觀測手運的一項重大突破。當今世界各國氣象工作者大多借助於氣象衛星日夜觀測著宇宙的風雲變幻，主要根據氣象衛星資料來對陸上和海上進行天氣預報，特別是對一些交通不發達、通信設施簡陋的邊遠地區，氣象衛星提供的數據基本上是氣象數據的唯一來源。氣象衛星的控測手段比地麵常規氣象觀測方法有無可比擬的優超性。目前全球因受地理條件限製，有80%是無法布點觀測天氣預報的，而隻有應用氣象衛星，才能徹底解決這個問題。
目前，全球範圍內的氣象衛星日夜不停地播發著全球氣象動態和變化規律，建立了“全球氣象衛星係統”和各自國內的氣象衛星觀測係統，相互結合,聯網使用的結果，使天氣預報的準確率和覆蓋麵都空前提高了，增大了，並正向著更高級的方麵發展著。
氣象衛星的發展
1954年,幾乎無人相信衛星能預報天氣。當時，美國氣象局局長哈裏韋克斯勒認為用衛星預報天氣是不可思議的，甚至英國著名科普作家克拉克也說，衛星預報天氣是無稽之談，難以證明衛星預報天氣的能力。不久,韋克斯勒突然對衛星預報天氣熱心起來，竟成為衛星預報天氣的最早擁護者，但不巧的是，氣象學家們對此反應冷淡。天氣變化發生在較低大氣層內，而衛星軌道的高度遠遠超過天氣變化的實際區域，所以科學家們既不相信衛星能拍攝極詳細的雲圖，也不相信衛星能探測出正在發展變化的天氣。到50年代末，隨著衛星的發射，美國氣象局長已意識到，衛星能測量天氣。他不顧有人反對，極力支持利用衛星觀測氣象，首先在1959年2月17日發射的“先鋒衛星號上進行試驗。這顆衛星除裝配幾種科學儀器外，還有兩架望遠鏡式照相機,試圖拍攝地球雲圖,並由衛星發回無線電傳輸圖像，但衛星壽命太短，未能如願。美國想用“先鋒衛星"係列進行地球照相的計劃’因衛星連續6次發射失敗而遇到挫折。
美國陸軍信號研究所在1959年8月7日發射的“探險者-6”號衛星上帶有同樣的照相機。7天之後，衛星在17760千米高度開始工作，向夏威夷地麵站發回無線電信號。科學家們首次看到從一顆遙遠天際的人造衛星上傳輸的第一幅地球圖片，從而揭開了空間照相史的首頁。衛星拍的是墨西哥上空圖像，地球呈現新月形;由於墨西哥上空有雲覆蓋，圖像多陰影。
自從接收到這幅地球雲圖以後，氣象學家們對氣象衛星看法有所轉變。他們試圖利用衛星收集天氣資料，因為氣象站為數很少，又相隔遙遠，不能得到詳細的天氣觀測。例如，德國每隔6210平方千米有一座氣象站，有的發展中國家每隔3.2萬平方千米才有一氣象站，如此少的地麵氣象站不能有效地觀測廣闊地區的氣象。另外，海麵上雖有自動氣象浮標及與氣象觀測網有聯係的商船，但滄海一粟，特別是風暴一旦突然發暈生，其來勢凶猛，甚至氣象氣球和高空探測火箭都收效甚微。在這種情況下，氣象衛星就有了用武之地。
美國氣象衛星發展始於國防部，主要是空軍50年代末研製並優先發展照相偵察衛星。偵察衛星照相需要氣象衛星預報先拍照上空有沒有雲，有雲就關機,無雲才開機,以免浪費衛星上的膠卷。美國國防部1958年中期讓其髙級研究計劃局製定氣象衛星計劃，並設計了一顆叫“看守門戶的兩麵神”衛星。1959年4月，空軍參加了這顆衛星的研製工作。在此期間，國防部仍依靠航宇局的衛星圖像，直到60年代中期才有了國防氣象衛星。
天空上的氣象衛星
氣象衛星的發展經曆了試驗和應用兩個階段。1960年4月1日美國發射了世界上第一顆實驗氣象衛星“泰羅斯-1”號,揭開了空間氣象探測史新的一頁。在近30年中，全世界發射的116氣象衛星中，美國52顆、前蘇聯48顆、歐空局4顆、中國2顆、法國2顆、印度4顆。70年代進入應用階段，世界第一顆實用型氣象衛星是1974年美國發射的“戈斯”極軌氣象衛星。隨後,前蘇聯、日和歐空局也按照世界氣象衛星組織的統一安排，發射了實用型氣象衛星，並於1977年組成了第一期“全球大氣觀測網”。巵來，又連續發射了幾顆，由世界氣象組織在前幾年組網建成“全球氣象衛星係統”，並投人正：常使用，可供世界各國借助簡單的接收設備免費接收衛星網發回的雲圖。這個係統主要由5顆地球同步軌道氣象衛星和兩顆太陽同步軌道氣象衛星組成。5顆靜止衛星是：美國“泰3羅斯”號兩顆，分別定點於西經140度和70度的赤道上空；歐空局一顆，定點於0度赤道上空;前蘇聯的“流星”號一顆，定點於東經70度赤道上空，日本的“葵花4”號一顆定點於東經9140度赤道上空。5顆衛星均各相距70度。太陽同步極地軌道上的氣象衛星兩顆是：美國一顆“泰羅斯漢/諾阿”;前蘇聯一顆“流星”號，作為觀測高緯度地區的氣象補充。這樣就形成了縱橫交錯的全球氣象觀測網，能觀測到世界任何一個地區的氣象情況，也可為任何一點提供氣象資料。