Værsatellitter i bane høyt over jorden gir kontinuerlig oversikt over skyer, fuktighet, temperatur og andre variabler over hele planeten. Geostasjonære satellitter svever over et fast punkt på ekvator og leverer bilder med noen minutters mellomrom. Satellitter i polarbane flyr lavere og gir global dekning med høyere oppløsning.

Instrumenter måler synlig lys, infrarød stråling og vanndampbølgelengder. Dataene avslører stormstruktur, sporer tropiske sykloner, overvåker vulkansk aske og estimerer nedbør. Ekkolodd henter vertikale profiler av temperatur og fuktighet som utfyller ballongobservasjoner.

Satellittbilder er kjent for publikum fra TV og nettsider. I prognosekontorer brukes de samme dataene kvantitativt til å initialisere og verifisere modeller. Det globale nettverket av værsatellitter utgjør en kritisk komponent i observasjonssystemet.

Nye generasjoner av satellitter fortsetter å forbedre romlig og tidsmessig oppløsning.