對地觀測衛星的種類很多，如資源衛星、氣象衛星、海洋衛星、偵察衛星等。星上裝有各類遙感設備(如相機、輻射計、雷達等)，收集來自地球的陸地、海洋、大氣層各種波長的電磁波輻射信息。然後對獲取的信息進行分析，以識別物質的性質和狀態。這種觀測方式的視野廣闊，不受地理位置和國界的限制，可以迅速獲取大面積、甚至全球性的動態變化的信息。空間遙感在幾天內完成的工作量如果用航空遙感需幾個月，用人工勘測則需幾年，甚至不可能完成。空間對地觀測的宏觀性和及時性使許多領域發生了革命性的變化。