空间侦察与监视是利用航天器上的光电遥感和无线电接收机等侦察设备获取侦察情报的技术，使用卫星进行侦察是空间侦察与监视的最主要方式。由于卫星侦察面积大、范围广、不受国界和地理条件限制，侦察速度快、提供的情报精确可靠，如今已成为最为可靠的军事情报源，是现代作战指挥系统的重要组成部分。
空间侦察与监视是50年代末、60年初出现的现代化侦察手段，它的出现给整个侦察技术带来了根本性的变化，引起世界各国的极大关注。那么，搞侦察为什么要跑到天上去，为什么一定要用卫星呢？这是因为空间侦察与监视具有得天独厚的优势。
一是轨道高，发现目标快，侦察范围大，可在短时间内侦察辽阔的地域。唐朝大诗人王之涣在诗中写道；“欲穷千里目，更上一层楼。”一颗近地点高度为150～200公里的照相侦察卫星能够把4万多平方公里（比我国台湾省还要大）的地区拍在一张照片上；二是既可长期、重复地监视全球，又可定期或连续地监视某一地区。例如在极地轨道上以90分钟左右周期运行全球拍照侦察卫星，每天可绕地球飞行16圈，每隔几天即可将全球拍照一遍。若是发射几颗卫星组成空间侦察“网”，更是可以大大缩短侦察间隔；三是可在短期内或实时地提供侦察情报，能满足军事情报时效性的要求；四是不受国界和地理条件的限制。目前国际上一般认为，100公里以上的空间不属于领空范畴，而算做外层空间，属于国际共有。在外层空间进行侦察不是“侵略”，所以空间侦察是目前唯一“合法”的侦察方式。
这种空间侦察与监视系统主要应用在几下几个方面。携带着照相机，从天上侦察地球表面军事活动的卫星，称为照相机侦察卫星。照相侦察卫星即是发展最早、发射最多的卫星，也是空间侦察监视任务的主要承担者，因而被称为神秘的“天眼。”
早在1959年初，美国即开始研制照相侦察卫星，到1962年共发射了38颗（其中24颗成功）。前苏联的第一颗侦察卫星于1962年4月发射成功。目前，侦察与监视卫星已发展到第六代。其中60年代发的前三代卫星，根据卫星重量和侦察设备的有效期别，分为普查型和详查型两种。普查型轨道近地点一般为200～300公里，携带广角、低分辨率照相机，对敌方国土进行普遍拍摄，通过无线电传输的方式把照相信息发回地面站，以从中发现具有重要军事价值的目标；详查型的轨道近地点一般在130～200公里，利用高分辨率、窄角照相机对某些特定地区进行照相，通过回收胶卷的方式获取精确的目标信息。
衡量照相侦察卫星好坏的一个指标，叫做地面分辨力，即可以分辨出地面目标的最小尺寸。地面分辨力的高低受许多因素影响，如照相机焦距的大小、卫星运行高度、地面目标亮度和对比度，以及大气密度和空气流动、散射等，对分辨力都有很大影响。
位于150公里高空的卫星，极限分辨力为10～15厘米。这就是说，直径大于10厘米的物体放在一起刚好能被分辨开。目前，世界各国的照相侦察卫星的地面分辨力都没有超过它，所以，它根本看不清人的胡子楂儿。当然，对公路、铁路、水渠等线性目标，即使其宽度仅为照相机分辨率的1/10～1/20，往往也能被分辨出来。
电子侦察卫星是指那些安装有天线和无线电侦察接收机的卫星，它能把敌方各种无线电频率的电信号记录下来并贮存起来，在飞经自己国家上空时，把信号传送给地面站，或者在侦察到敌方无线电信号的同时，不延迟地转发给自己的地面站。
电子侦察卫星能完成什么任务、起到多少作用呢？它的第一项任务便是侦察敌方雷达。因为现代武器系统与相应的雷达装置相联系，有的使用雷达搜索目标，有的使用雷达制导。准确地掌握某一地区雷达信号的变化，即可掌握该地区武器系统部署的变化，并据此判断对方战略或战术意图。电子侦察卫星的第二项任务是窃听通信。当然，它只能窃听卫星与卫星之间、卫星与地面之间的通信，以及超短波通信和散射通信等。电子侦察卫星的第三项任务是接收导弹试验向基地发回的遥测信号，以掌握敌方战略武器的发展情况。
电子侦察卫星一般运行在300～500公里甚至1000公里的圆形轨道上，有时为了了解敌方雷达的最大作用距离，也可能把电子侦察卫星送入更高的轨道。由于在这样高的轨道上空比较稀薄，卫星受到的阻力极小，故而卫星可停留半年以上的时间。另外，因轨道较高，卫星的侦察范围就广，侦察半径可达2000～3000公里。
电子侦察卫星的关键设备是天线和无线电侦察接收机。天线的作用是把雷达或电台发射出来的无线电波收集起来，送给侦察接收机分析。接收机接收到大量信号后，从中挑选出有用的信号，分析出雷达的频率、脉冲宽度等参数记录下来，或直接传给地面接收站，以确定对方雷达的性能和具体位置。
为了连续监视某地区，或连续窃听通信内容，一般采取多星组网的方法，即在同一轨道内，发射4～8颗卫星。当一颗卫星飞过去后，另一颗又飞了过来，可接力式连续窃听通信。
洲际弹道导弹从发射到命中8000～10000公里以外的目标仅需30分钟的时间。这就要求卫星能在导弹弹头落地爆炸前，尽可能早地提前发现它们，以做好应对准备。这种能够提前发现敌人发射导弹，并及时发出警报的卫星，就是弹道导弹预警卫星。
预警卫星的轨道有两种：一种是同步静止轨道，一种是大椭圆轨道。尽管两种轨道各有千秋，但都比其他侦察器材站得高，看得远。
同步静止轨道在赤道上空，离地球36万公里。由于卫星绕地球中心旋转的角速度与地球自转的角速度一致，所以从地球表面看，卫星好像是静止不动的。这对于连续监视某一地区是非常有利的。由于这种卫星“站”得高，地球的弯曲度对它的影响很小，导弹发射后90秒，卫星就能发现并自动把信息传送回地面站。正因为预警卫星“站”得高，再加上它自身以每分钟6圈的速度自转，所以它的望远镜只要张开10°，一颗卫星就能侦察地球表面3/5的地区。若在赤道上空相隔120°放置3颗这样的卫星，则地球低纬度地区的任何地方发射导弹，都逃脱不了它的眼睛。
大椭圆轨道的近地点在南半球，离地球约600公里；远地点在北半球，离地球约4万公里。卫星运行周期约为12小时，其中约有8小时位于北半球上空。若在这样的轨道上等距离放置3—4颗卫星，就能保证全天任何时间都有卫星监视北半球。这既解决了连续监视问题，又弥补了同步静止预警卫星侦察不到北极地区的漏洞。
1979年9月22日凌晨，一颗离地球11万公里的卫星发现非洲南部至南极一带，在直径约4800公里的范围内，出现了一道神秘的闪光，并且在一秒钟之内闪动了两次。这与核武器试验的闪光完全相同。10月底，美国政府发表声明，说在该地发生了一次核爆炸。虽然南非等国矢口否认与此有关，但谁也无法排除卫星侦察到的结果。这颗卫星就是美国于1971年发射的核爆炸探测卫星——“维拉”（拉丁语，监督者的意思）。它是美国专门为了监督禁止在大气层和外层空间核爆炸试验条约执行情况而研制的，从1959年到1971年底共发射了6对。
核爆炸探测卫星是怎么探测到核爆炸的呢？原来，卫星上面安装有二十几个特殊探测器，有的能探测核爆炸产生的X射线、Y射线；有的能计算出核爆炸产生的中子数目；有的能记录核爆炸火球的闪光；有的能测出核爆炸发射出的电磁脉冲。只要地面上或空中有核爆炸，卫星上的探测器就能感觉到，并向地面站发出信息。根据卫星收到信号时的位置，可大致估计出核爆炸的地点。为了避免地球周围辐射带的影响，这种卫星的轨道高度约为10～11万公里。为了避免宇宙射线触发探测器，发出假警报，卫星都是成对发射，相隔140～180度。这样一来，宇宙射线同时触发两颗卫星探测器的可能性就很小，从而减少了虚警。
总的说来，空间侦察与监视系统具有得天独厚的长处。目前，人们正从以下各个方面来提高侦察卫星的性能：携带多种遥感器，提高综合侦察能力；提高近实时侦察能力；提高卫星的可靠性和工作寿命；提高抗攻击能力等。可以想象，未来的空间侦察系统必将发挥更大的作用。