Метеорологические спутники, вращающиеся высоко над Землей, обеспечивают непрерывное наблюдение за облаками, влажностью, температурой и другими параметрами по всей планете. Геостационарные спутники зависают над фиксированной точкой на экваторе и передают изображения каждые несколько минут. Спутники на полярной орбите летают ниже и обеспечивают глобальное покрытие с более высоким разрешением.

Приборы измеряют видимый свет, инфракрасное излучение и длины волн водяного пара. Полученные данные позволяют выявлять структуру штормов, отслеживать тропические циклоны, контролировать вулканический пепел и оценивать количество осадков. Зонды позволяют получать вертикальные профили температуры и влажности, которые дополняют наблюдения с помощью аэростатов.

Спутниковые снимки хорошо известны широкой публике благодаря телевидению и веб-сайтам. В метеорологических службах те же данные используются количественно для инициализации и проверки моделей. Глобальная сеть метеорологических спутников является важнейшим компонентом системы наблюдений.

Новые поколения спутников продолжают улучшать пространственное и временное разрешение.