气象卫星是继无线电探空和气象火箭之后气象探测技术的又一次重大突破。它是携带各种（被动）大气遥感探测仪器，从空间对地球大气进行气象观测的人造地球卫星。
气象卫星在空间沿着固定的轨道运行，它远在几百千米甚至几万千米的大气层之外的太空。它不是把温度计、湿度计、风向标等气象仪器置于大气中来直接感应大气的温度、湿度等要素，而是采用遥感技术，通过卫星上携带的可见光和红外线扫描辐射仪和电视照相机，时刻俯览着地球大气，时刻接收来自地球的被测目标，如云层、陆地、植被、海洋等发射和反射出的电磁辐射信息来间接地检测出地球大气的情况。
气象部门通过地面上的气象卫星接收机接收到卫星发回来的图像，从而更直观、更精确地了解各种天气系统的云系特征及其分布、海水表面温度分布、地球表面冰雪分布以及洪涝灾害等。
气象卫星还可以探测大气温度、湿度以及一些气体含量的垂直分布。
根据气象卫星运行的轨道和用途来分，现今世界上业务用的气象卫星可以分为两种。一种叫极轨卫星，如我国发射的“风云1号”系列。这种卫星虽每天可对指定地区进行两次观测，但却不能连续监视，因此对日常天气预报意义不大。另一种叫同步卫星，如我国发射的“风云2号”，它是高轨卫星，24小时绕地球一周，相对地球而言是不动的。它能连续监视一个地区的天气变化，对天气预报十分有用。
气象卫星的出现使高空探测发生了划时代的变化，大大提高了对台风、暴雨等灾害性天气预报的准确率，是气象部门十分理想的探测工具。