通讯卫星利用位于高空36000千米并与地球同步运转的通信卫星作为中继，使各地地面接收站间得以实现双向通信。地面接收站装有抛物天线，对准高空轨道的同步卫星，由星上天线和转发器起作用，好像一条微波线路的中继站。卫星通讯是20世纪60年代开始的，迄今已接连发射了几代国际通讯卫星。在地球高空轨道安放3个同步卫星，就可覆盖全球的地面，实现全球国际通信和电视节目传输。卫星通讯只需在两地各设地面站就能相互通信，因此在地面崎岖地区，线路建设比较容易。
由于卫星通讯各方面的技术已经十分普遍，费用逐渐下降，现在不但个别的国家有能力利用，甚至连个别的商业机构也在跃跃欲试了。将来，通讯卫星还可能提供另一种全新的服务，因为能够直接传送的不单是电话和电视，信件、报纸及其他形式的信息都能从世界上几乎任何地方传送到家中，或许就在电视屏幕上显示。
1958年12月，美国发射了“轨道中继通讯卫星”。
卫星向地球广播预先录好的美国总统艾森豪威尔的圣诞贺词。“轨道中继通讯卫星”在轨道上运行1个多月后，进大气层烧毁。
1960年4月，美国发射的“信使IB 号”是第一颗装有强大放大器的通讯卫星。“信使IB 号”重达250千克。
电源由19152个太阳能电池组成。信号放大系统可以将信号放大后再发射出去。
美国在1962年7月10日发射了“通讯号卫星”。
它的能源来自3600个太阳能电池。“通讯号卫星”可以容纳60条电话线路或1个电视频道。
最早实现同步通讯的是美国的试验性卫星“同步通讯卫星一号”。它可以达到22300千米的高度。在这个高度上，卫星环绕地球的速度与地球自转一致，卫星与地面位置相对固定。
1965年4月6日，美国的“晨鸟”号通信卫星发射成功，后称“国际通信卫星”1号。它高0.6米，直径0.72米，质量39千克，可以容纳240条电话线路或1条彩色电视频道。
气象卫星是对大气层进行气象观测的人造卫星。具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。
1958年美国发射的人造卫星开始携带气象仪器。
1960年4月1日，美国首先发射了第一颗人造试验气象卫星。截止到1990年底，在30年的时间内，全世界共发射了116颗气象卫星，已经形成了一个全球性的气象卫星网，消灭了全球4/5地方的气象观测空白区，使人们能准确地获得连续的、全球范围内的大气运动规律，做出精确的气象预报，大大减少灾害性损失。据不完全统计，如果对自然灾害能有3～5天的预报，就可以减少农业方面的30％～50％的损失，仅农、牧、渔业就可年获益1.7亿美元。例如，自1982年至1983年，在中国登陆的33次台风无一漏报。1986年在广东汕头附近登陆的8607号台风，由于预报及时准确，减少损失达10多亿元。
气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。由于轨道的不同，可分为2大类，即太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星。前者由于卫星是逆地球自转方向与太阳同步，称太阳同步轨道气象卫星；后者是与地球保持同步运行，相对地球是不动的，称作静止轨道气象卫星，又称地球同步轨道气象卫星。在气象预测过程中非常重要的卫星云图的拍摄也有2种形式：①借助于地球上物体对太阳光的反向程度而拍摄的可见光云图，只限于白天工作；②助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度，形成红外云图，可以全天候工作。气象卫星具有：①轨道（低和高轨两种）；②短周期重复观测；③成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量；④资料来源连续实时性强成本低等特点。
气象卫星主要有极轨气象卫星和同步气象卫星2大类。①极轨气象卫星。飞行高度约为600～1500千米，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角，这样的卫星每天在固定时间内经过同一地区2次，因而每隔12小时就可获得一份全球的气象资料。②同步气象卫星。运行高度约35800千米，其轨道平面与地球的赤道平面相重合。从地球上看，卫星静止在赤道某个经度的上空。一颗同步卫星的观测范围为100个经度跨距，从南纬50°到北纬50°，100个纬度跨距，因而5颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网。
导航卫星是为地面、海洋、空中和空间用户导航定位的人造地球卫星。导航卫星属于卫星导航系统的空间部分，它装有专用的无线电导航设备。用户接收卫星发来的无线电导航信号，通过时间测距或多普勒测速分别获得用户相对于卫星的距离或距离变化率等导航参数，并根据卫星发送的时间、轨道参数求出在定位瞬间卫星的实时位置坐标，从而定出用户的地理位置坐标（二维或三维坐标）和速度矢量分量。1960年4月美国发射了第一颗导航卫星“子午仪IB”。此后，美国、苏联先后发射了子午仪宇宙导航卫星系列。通过国际间合作还发射了具有定位能力的民用交通管制和搜索营救卫星系列。
美国全球定位系统（GPS）和苏联全球导航卫星系统（GLO—NASS）是以卫星星座作为空间部分的全球全天候导航定位系统。GPS 采用18颗工作星和3颗备份星组成GPS 空间星座。GLONASS 采用24颗工作星和3颗备份星组成GLONASS 空间星座。
目前我国也有了自己导航卫星“北斗导航卫星定位系统”，是区域性有源三维卫星定位与通信系统，英文缩写CNSS。它是继美国的GPS、俄罗斯的CLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。
那么，导航卫星是怎么发展起来的呢？
说起指南针，人们是很熟悉的。它作为我国古代劳动人民的四大发明之一，不仅帮助我国古代人民远涉重洋同世界各国人民架起了友谊的桥梁，而且对世界文明的发展做出了贡献。指南针的奥秘在哪里呢？原来，所有磁体都具“同极性相斥、异极性相吸”的特性，而地球本身就是一个大磁体，这个大磁体和小磁针由于“同性相斥，异性相吸”，磁针的南极总是指向地球的北极，即指向南方。指南针成了人类导航的工具。根据指南针的原理做成的船舶导航仪器就叫罗盘（磁罗盘）。把一根磁棒用支架水平支撑起来，上面固定着一个从0°到360°的刻盘，再用一航向标线代表船舶的纵轴，这就是一个简单的磁罗盘。刻度盘上的零度与航向标线之间的夹角叫做航向角，表示船舶以地磁极为基准的方向。
这样，在茫茫大海中航行的船舶，可根据夹角的大小判断出航行的方向。
但是，由于地磁场分布不均，常使磁罗盘产生较大的误差。
20世纪初无线电技术的兴起，给导航技术带来了根本性的变革。人们开始采用无线电导航仪代替古老的磁罗盘。由于无线电波不受天气好坏的影响，它在白天夜里都可以传播，所以信号的收、发可以全天候。用无线电导航的作用距离可达几千千米，并且精度比磁罗盘高，因此被广泛使用。但是，无线电波在大气中传播几千千米过程中，受电离层折射和地球表面反射的干扰较大，所以，它的精度还不是很理想。
当今，每天都有数以百计的船舶航行在茫茫的海洋里。不幸的是全世界大型轮船中，每年都有几百艘在海上遇险。其中有半数事故是由于航行原因造成的，使世界商船队里每年都有几十艘船沉没！
最常见的一种事故就是搁浅。它在沉没的船只中所占比例比较大。例如，从1969年至1973年间，由于搁浅造成了4000艘船的不幸，其中218艘船已完全报废。另一种航海事故是碰撞，特别是在海岸附近、窄水道区和港口通道上更容易发生，当然，这与船只不断增加也有关。例如，通过英吉利海峡的舰船，一昼夜就有400～500艘，由于昼夜或浓雾中航行，船只碰撞的危险时刻存在，难怪海员们说这里是危险的航道。
虽然航海技术和设备在不断完善，但仍不能满足今天的要求。现在航道上出现的差错，不仅给船只和乘员带来巨大的危险，而且常常给周围环境、海洋中的动物世界带来巨大的危害。从超级油轮上流出的石油，有时把沿海几千米的水面都给盖住了，并引起几千种海洋动物和鸟类的死亡……
正因为如此，人们请求卫星来帮忙。1958年初，美国科学家在跟踪第一颗人造地球卫星时，无意中发现收到的无线电信号有多普勒效应，即卫星飞近地面接收机时，收到的无线电信号频率逐渐升高；卫星远离后，频率就变低。这一有趣的发现，揭开了人类利用人造地球卫星进行导航定位的新纪元。卫星定位导航，是由地面物体通过无线电信号沟通自己与卫星之间的距离，再用距离变化率计算出自己在地球或空间的位置，进而确定自己的航向。
由此说到了导航卫星，这种设在天上的无线电导航台，就是现在的导航卫星，也可以说是当今的“罗盘”。
目前已有不少国家利用人造地球卫星导航。这种导航方法的优点主要是：①可以为全球船舶、飞机等指明方向，导航范围遍及世界各个角落；②可全天候导航，在任何恶劣的气象条件下，昼夜均可利用卫星导航系统为船舶指明航向；③导航精度远比磁罗盘高，误差只有几十米；④操作自动化程度高，不必使用任何地图即可直接读出经、纬度；⑤导航设备小，很适宜在舰船上安装使用。
于是，卫星导航系统应运而生了。
遥感卫星在中国的首次发射是在1975年11月26日，到1992年已发射13颗。这种卫星和地球资源卫星的性质是一致的，只是它工作寿命短，只有5～15天，但是可以回收。它是小椭圆近地轨道，近地点175～210千米，远地点320～400千米，倾角为57°～70°，周期90分钟。卫星观测覆盖区域在南北纬70°之间，覆盖面积约2000万平方千米，约为中国的两个版图之广。
卫星直径2.2米，高3.14米，圆锥体，重1800～2100千克。星载可见光照相机等遥感仪器，能获得大量对地观测照片，具有分辨力高、畸变小、比例尺适中等优点。可广泛应用于科学研究和工农业生产领域，包括国土普查、石油勘探、铁路选线、海洋海岸测绘、地图测绘、目标点定位、地质调查、电站选址、地震预报、草原及林区普查、历史文物考古等多个领域。1992年8月9日下午4时，中国发射了一颗工作寿命已延长到15天的返回式遥感卫星。
间谍卫星又名侦察卫星，其主要用于对使用国家有兴趣的其他国家或地区进行情报搜集，搜集的情报种类可以包含军事与非军事的设施与活动，自然资源分布、运输与使用，或者是气象、海洋、水文等资料的获取、由于现在的领空尚未包含地球周遭的轨道空域，利用卫星搜集情报避免了侵犯领空的纠纷；而且因为操作高度较高，不易受到攻击。
空间物理探测卫星，是用来进行空间物理环境探测的人造地球卫星。传统的空间物理探测是在地面上利用各种探测仪器进行的，只能定性地了解空间物理环境，不能定量地描绘空间的物理状况并研究各物理量之间的关系，再加上大气层的影响，地面探测有很大的局限性。
空间物理探测卫星在离开地面几百千米或更高的轨道上长期运行，卫星所载的仪器不受大气层的影响，可直接对空间环境进行探测，因而成为空间物理探测的主要手段。空间物理探测卫星所获得的大量观测结果，已促使空间物理学迅速发展成为一门独立的学科。
早期的空间物理探测卫星比较简单，重量不大，往往进行单项或有限几项空间物理探测。后来探测区域逐步扩大，从单个卫星孤立探测，发展到多个卫星联合探测。几颗卫星在预定的轨道上运行，能同时在各个不同区域进行测量。卫星上有一种或多种探测仪器。主要的探测对象是中性粒子、高能带电粒子、磁场、微流星体、电离层和等离子体等。
空间物理探测要求探测仪器直接到达广阔空间的各点，以便获得尽可能大的探测范围。因此这类卫星的轨道倾角不固定，有极轨道也有低倾角轨道。轨道高度变化范围很大。近地点一般在几百千米，远地点可达数千、数万以至十几万千米。卫星运行寿命至少1年，以便探索空间物理环境参数随季节的变化。
空间物理探测卫星使用的仪器种类较多，对安装位置、探测窗口、温度控制和仪器之间的电磁相容性等要求各不相同。有些仪器如离子探测器、磁强计，为了不受卫星的遮挡或卫星本身磁场的影响，必须安装在长杆子的一端，离开卫星一定的距离。这些都对卫星结构设计提出一些特殊的要求。
空间物理探测卫星测量的数据量大，常常需要用大容量数据传输系统传送到地面。当卫星飞过的地区无接收站时，卫星所测数据先存储在卫星的存储器或计算机内，待卫星飞经接收站上空时再将数据发送下来。为了减少不必要的数据传输，卫星对测得数据进行预处理，只把最有用的数据传输下来。
主要的空间物理探测卫星系列有“探险者”号卫星系列、“轨道地球物理台”系列、“国际日地探险者”卫星系列、“宇宙”号卫星系列。中国1981年9月20日用一枚火箭同时发射的3颗卫星是中国的第一组空间物理探测卫星。
多址通讯卫星是美国海军的一种轻型军用存储和转发卫星，它能从有人值守的地面站和无人看管的传感器接收到电文信息。美国派兵进驻沙特阿拉伯后，为寻找支援“沙漠盾牌”行动的手段，就多次利用多址通讯卫星的存储和转发能力。据美国海军陆战队的查尔斯·盖格上校说：“该系统一天可传输20～50页信息，这种传输速度是惊人的。”
舰队通讯卫星是一个以美国海军为主、海空军联合使用的特高频军用通讯卫星系统。它能在海军飞机、舰队、潜艇与地面站之间建立除两极地区以外的全球特高频卫星通讯。该系统不仅可以满足整个舰队的全球战术指挥、控制和通讯的需要，而且还可以使美国军事当局、地面指挥中心直接同舰队中任何一艘舰只进行通讯。
监视卫星是一种用来监视海上舰只和潜艇活动、侦察舰上雷达信号和无线电通信的军用卫星。它能有效地探测和鉴别海上舰船并准确地确定其位置、航向和航速。
“白云”号卫星每次发射时一箭4星，一颗重约450千克的主卫星和3颗各重约45千克的子卫星同时截获各种舰载雷达信号，以测定水面舰只的位置。卫星上只带被动式侦察设备用以接收目标发射或辐射的雷达信号，一般载有电子信息收集系统。为了探测潜航的核潜艇，还装备有毫米波辐射仪和红外扫描器。
导弹预警卫星的主要任务是：探测地面和水下发射的洲际弹道导弹尾焰并进行跟踪，提前获得15～30分钟的预警时间；探测大气层内和地面的核爆炸并进行全球性气象观测。
导航星——全球定位系统是一个无线电导航系统，可在全球范围内连续提供位置、速度和时间三维信息。
该卫星系统所提供的极其精确的空间和时间信息对于陆上和空中战斗及其支援活动有极其重要的价值，它能使地面部队在沙漠和丛林地带更好地行军；能有效地改进炮队和空地攻击的准确度和协作效果；能使喷气战斗机在空中更顺利地会合并完成加油任务；能让货运飞机准确地把给养和物品空投到9～12米范围内的地面区域；能让战斗轰炸机在使用普通炸弹时其轰炸的精确度可与使用特殊的“灵敏”炸弹不相上下。
国防气象卫星每天绕地球14圈，美国军事气象人员通过它收集各种各样详细的气象数据，了解和观测全球各地变化万千的气象情况。根据这些情况，军事指挥人员可迅速做出是否执行各种任务的决定。
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