Hoch über der Erde kreisen Wettersatelliten und liefern kontinuierlich Daten zu Wolken, Feuchtigkeit, Temperatur und anderen Faktoren auf dem gesamten Planeten. Geostationäre Satelliten verharren über einem festen Punkt am Äquator und senden alle paar Minuten Bilder. Polarsatelliten fliegen tiefer und bieten eine globale Abdeckung mit höherer Auflösung.

Die Instrumente messen sichtbares Licht, Infrarotstrahlung und Wasserdampfwellenlängen. Die Daten geben Aufschluss über die Struktur von Stürmen, verfolgen tropische Wirbelstürme, überwachen Vulkanasche und schätzen Niederschlagsmengen. Sondierungsgeräte erfassen vertikale Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile, die die Ballonbeobachtungen ergänzen.

Satellitenbilder sind der Öffentlichkeit aus Fernsehen und Webseiten bekannt. In Wettervorhersagediensten werden dieselben Daten quantitativ genutzt, um Modelle zu initialisieren und zu überprüfen. Das globale Netzwerk von Wettersatelliten ist ein wesentlicher Bestandteil des Beobachtungssystems.

Neue Satellitengenerationen verbessern kontinuierlich die räumliche und zeitliche Auflösung.