기상 관측 및 관측 자료를 전송, 중계할 수 있는 기능을 가진 인공 위성. 현재 정지 기상 위성과 극궤도 기상 위성이 사용되고 있다.

1959년 2월에 발사된 미국의 뱅가드 2호가 최초의 기상 위성이다. 그 후 1960년 4월에 미국에서 타이로스(TIROS)가 발사되어, 1961년에는 그 관측 효과를 전세계에 공개해서 국제 기상 통보를 방송하게 되었다.

정지 기상 위성은 적도 위 약 3만 5,800km에서 원궤도를 지구의 자전과 같은 속도로 같은 방향으로 자전한다. 따라서 지구에 대해 상대적으로 움직이지 않는 것처럼 보인다. 궤도의 높이가 매우 높기 때문에 위성 바로 아래의 점을 중심으로 반지름 약 6,000km의 범위를 항상 관측한다.

극궤도 기상 위성은 어떤 지점의 상공을 매월 2회, 일정한 시각에 통과하는 것으로 미국의 타이로스-N은 고도 약 850km, 경사 각도 99°의 극궤도를 약 100분 주기로 돌고 있다.

정지 기상 위성에 비해 고도가 낮으므로 정밀한 관측에 적당하다. 어느 것이든 기상 위성의 주된 임무는

① 적외 검지기(赤外檢知機)로 구름의 분포를 식별하고, 지면·해면과 구름 상부의 온도를 측정하는 일

② 구름의 움직임을 이용하여 상공의 바람을 관측하는 일

③ 송신 장치를 갖춘 부표(buoy)나 선박, 항공기 등의 기상 관측 보고를 중계하는 일

④ 각지의 기상대로 관측 자료를 전송 중계하는 일

등이다.