ดาวเทียมสภาพอากาศเป็นดาวเทียมอิเล็คทรอนิคส์ที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งส่งข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบของสภาพอากาศในปัจจุบันไปยังพื้นดินจากอวกาศ ดาวเทียมสภาพอากาศส่งข้อมูลที่หลากหลายซึ่งใช้ในการพยากรณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสภาพอากาศเป็นประจำ ตัวอย่างของข้อมูลประเภทต่าง ๆ ที่บันทึก ได้แก่ อุณหภูมิบรรยากาศอุณหภูมิพื้นผิวความเร็วลมอุณหภูมิน้ำและความสูงของคลื่น ดาวเทียมยังสังเกตเมฆลวดลายแสงในเขตเมืองไฟไหม้มลภาวะแสงออโรร่าพายุทรายและฝุ่นพายุหิมะปกคลุมและกระแสน้ำในมหาสมุทร
ดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศมีสองประเภทซึ่งมีการสังเกตการณ์ต่าง ๆ ในโลก ดาวเทียมค้างฟ้ายังคงอยู่ในตำแหน่งเดียวเหนือเส้นศูนย์สูตร ดาวเทียมประเภทนี้ตรวจสอบพื้นที่ขนาดใหญ่และตรึงที่ระดับความสูงประมาณ 22,000 ไมล์ (35,405 กม.) เหนือพื้นผิวโลก ภาพที่บันทึกโดยดาวเทียมค้างฟ้าอาจมีขนาดใหญ่เท่ากับซีกโลกทั้งใบ นอกจากนี้ภาพถ่ายดาวเทียมสภาพอากาศเหล่านี้มักใช้ในการออกอากาศสภาพอากาศรายวัน
ดาวเทียมสภาพอากาศชนิดที่สองคือดาวเทียมโคจรรอบขั้วโลกที่ได้รับชื่อเนื่องจากมันโคจรรอบโลกตามแกนในวงโคจรซึ่งทำให้ดาวเทียมอยู่ในแสงแดดต่อเนื่องเพื่อให้วันที่ดีขึ้น วงโคจรของดาวเทียมนั้นมีทั้งที่ขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ในแต่ละวัน ดาวเทียมที่โคจรรอบขั้วโลกถ่ายทอดการสำรวจที่มีรายละเอียดมากกว่าดาวเทียมค้างฟ้าเนื่องจากอยู่ห่างจากโลกเพียง 530 ไมล์ (850 กม.) อย่างไรก็ตามพวกเขาตรวจสอบพื้นที่ขนาดเล็กมากในช่วงเวลาที่กำหนดที่คู่ของพวกเขา
ดาวเทียมเทียมดวงแรกของโลกคือ Sputnik I ซึ่งเปิดตัวโดยสหภาพโซเวียตในฤดูใบไม้ร่วงปี 1957 Sputnik I เป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นครั้งแรกที่เข้ามาในอวกาศและมีน้ำหนักมากกว่า 180 ปอนด์ (83 กิโลกรัม) ในเวลานี้สหรัฐอเมริกากำลังทำงานผ่านปัญหาการส่งและไม่ประสบความสำเร็จในการส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศจนกระทั่ง Vanguard-2 เปิดตัวในเดือนกุมภาพันธ์ 1959 และผู้สืบทอด Vanguard-3 เพียงหกเดือนต่อมา ดาวเทียมสภาพอากาศแนวหน้าทั้งสองมีขนาดเล็กและมีน้ำหนักเพียง 22 ปอนด์ (น้อยกว่า 10 กก.)
ข้อมูลที่ถูกส่งไปยังโลกผ่านดาวเทียมสภาพอากาศอาจส่งได้สองวิธี รูปภาพพื้นฐานที่บันทึกด้วยแสงที่มองเห็นได้จะเผยภาพที่เหมือนจริงของพายุเมฆทะเลสาบป่าหมอกควันและไฟ อย่างไรก็ตามดาวเทียมสภาพอากาศบางตัวบันทึกและส่งภาพความร้อน เซ็นเซอร์ในการสแกนด้วยดาวเทียมและสร้างภาพอินฟราเรดซึ่งช่วยให้นักวิเคราะห์และนักอุตุนิยมวิทยากำหนดความสูงของเมฆประเภทของเมฆและอุณหภูมิพื้นผิว
