在進行了幾十年的地面氣象觀測之后，20世紀(jì)初期，人們又開始向高空進軍。最初，人們在力所能及的高山地區(qū)設(shè)立觀測站，測定氣壓、氣溫、濕度和風(fēng)的變化情況。后來，施放氫氣球觀察高空風(fēng)向的變化和風(fēng)力的強弱。30年代，人們發(fā)明了無線電探空儀，能探測到幾千米到幾萬米高度的氣壓、溫度、濕度和風(fēng)向風(fēng)速的連續(xù)變化情況。但是，所取得的資料都僅僅是局部地區(qū)的。
1960年4月1日，美國發(fā)射第一顆實用氣象衛(wèi)星“泰羅斯”一號，隨后，前蘇聯(lián)、日本、歐洲航天局、印度中國等都先后擁有了自己的氣象衛(wèi)星。
氣象衛(wèi)星是沿著地球上空特定的軌道運行，采用遙感技術(shù)對地球進行氣象觀測的人造衛(wèi)星。沿著近極地太陽同步軌道運動的叫“極軌氣象衛(wèi)星”，它在地球上空600～1500千米高度運行，軌道近似圓形，軌道平面和太陽光線保持固定的交角，每隔12小時左右以衛(wèi)星云圖的形式向地面發(fā)送一次全球性氣象資料。
沿著赤道上空圓形軌道運動的氣象衛(wèi)星叫“地球同步氣象衛(wèi)星”，衛(wèi)星運行角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等。相對于地球來講，衛(wèi)星始終“靜止”在赤道某一經(jīng)度的上空，所以又叫做“地球靜止氣象衛(wèi)星”。它在地球赤道以上35800千米處，俯瞰地球南北50個緯距、東西100個經(jīng)距的圓形范圍內(nèi)的大
氣和海洋，大約每半小時以衛(wèi)星云圖形式向地面發(fā)送一次氣象資料。氣象衛(wèi)星在作為對地球及大氣和海洋的觀測系統(tǒng)、空間資料搜集站及氣象資料的通信線路等方面，起著極其重要的作用。赤道上空布設(shè)4～5顆地球靜止氣象衛(wèi)星，加上南北極附近上空兩顆極軌氣象衛(wèi)星，觀測范圍就能覆蓋全球。
衛(wèi)星探測資料能推算海水表面溫度分布，確定海流位置，識別海水結(jié)冰的范圍。衛(wèi)星云圖能直觀形象地展現(xiàn)出陸地和海洋上的云系、風(fēng)暴、雨、霧、積雪、沙塵等氣象情況。
按衛(wèi)星遙感儀器選用探測波段的不同，衛(wèi)星云圖分為可見光云圖和紅外云圖。可見光云圖是通過測定地球上的物體對太陽光的反射強度得到的，只在白天才有。太陽光的反射的強度愈大，圖像就愈白；反射強度愈小，圖像愈暗。使用輻射儀測量較長的紅外波段得到的云圖叫紅外云圖，晝夜都能得到。輻射量越小，低溫區(qū)域圖像越明亮；輻射量越大，高溫區(qū)域圖像越黑暗。
氣象衛(wèi)星能飛越世界各地上空，觀測資料及時，能將資料貯存于星體內(nèi)，并可由發(fā)射國地面站來控制接收。和平時期，它以其最新的氣象探測手段造福于人類；戰(zhàn)爭時期，它作為戰(zhàn)略武器配套的技術(shù)，對軍事氣象保障，特別是對以海洋為主要戰(zhàn)場的海軍氣象保障尤為適用。
