照相侦察卫星拍摄侦察照片有两种基本形式，一是回收型；二是无线电传输型。回收型要装好相机，带足胶卷，并把镜头对准目标进行拍照，拍完后，胶卷会进行空中、海洋或陆地回收。这种方式适合于对新目标的详细侦察（简称详查），而不适合大面积监视侦察（简称普查）。无线电传输技术能直接传播卫星上冲洗的胶片，完成任务及时。目前一些军事侦察卫星装上了电视摄像系统，可以一边拍照一边发送信号。
美国第四代侦察卫星“大鸟号”，在1971年发射，上面装有高分辨率的详查相机、普查相机和胶片处理机。“大鸟号”侦察卫星也装有测视雷达和红外探测器，在多云天气或夜间也能获得高清晰的照片。这些照片上，连坦克和汽车的牌号、甚至连人的脚印都分得清清楚楚。20世纪60年代我国试爆原子弹期间，美国“大鸟号”卫星曾进行了大量侦察。近些年来，其他国也发射了不少照相侦察卫星。如1995年12月5日，美国发射了“美国－116”；同年9月29日，俄罗斯发射了第五代照相侦察卫星“宇宙－2320”；法国于同年7月7日，发射了传输型照相侦察卫星“太阳神－1A”；以色列于1995年4月发射了“地平线－3”。
（2）电子侦察卫星
它是悬在宇宙空间的窃听器。这种卫星能监视和窃听军事通信情报，也能确定敌方防空雷达、军用电台的精确位置，甚至能破译敌方的通信密码。
照相侦察卫星与电子侦察卫星常常一起使用，互相配合。例如，1973年中东战争时，美国利用“大鸟号”卫星拍摄了双方坦克的交战场面，用电子侦察卫星窃听了埃及飞行员的谈话内容。10分钟后，美国知道了埃及飞行员的人数、住所甚至电话号码。
（3）预警卫星
预警卫星主要用于对付洲际弹道导弹。弹道导弹速度快、位置高、射程远、威力大。射程为一万千米的洲际弹道导弹，最大飞行高度在1000千米以上，从发射到着陆仅需要30分钟。一般的雷达对付洲际导弹几乎无能为力，而预警卫星有红外线探测器，可以捕捉导弹发射后飞行的红外辐射信号，并进行早期预警。
美国从1968年开始发射预警卫星，起初的卫星装有红外探测器和电视摄像机。70年代的预警卫星有了不少改进，可以在导弹点火90秒钟以内探测导弹的火焰，并能在五分钟以内将警报送入到战略防御指挥中心。现在，美国的导弹预警卫星已发展到第三代，它装有6000个红外传感器，能准确地探测地球除两极以外任何地方的导弹发射和核爆炸，并发出预警信号。在海湾战争中，它曾探测到全部“飞毛腿”导弹，为“爱国者”导弹提供了90～120秒的截击时间。有报道说，美国于1994年批准了一个新的“预报”计划，并将建立一个新型多层预警卫星系统，它将由四颗同步轨道卫星、二颗大椭圆轨道卫星和九颗低轨道卫星组成。
（4）核爆炸探测卫星
自从1945年8月日本广岛、长崎上空升起蘑菇状烟云以来，核武器的发展已有几十年的历史了。目前，仅美、俄罗斯拥有核武器的数量就足以把地球毁灭许多次。这就不得不令世界上其它国家，包括一些大国对核武器的发展忧心忡忡。为了掌握别国的核资料，一些大国不惜血本研制核爆炸探测卫星。
卫星怎么才能够探测核爆炸呢？原来，核爆炸发生后。周围会存在巨大的冲击波、光辐射、核辐射和电磁脉冲等。冲击波会衰变成声波，声波中的次声波会传到上千千米以外；光辐射包括X射线、可见光和红外射线，它们一起形成一种荧光辐射。卫星携上红外探测器、光学闪光探测器、电磁波脉冲接收设备等探测器，就可以测出核爆炸的时间、高度、当量等。核爆炸探测卫星一般轨道很高，美国早期核爆炸探测卫星“维拉”计划的轨道高度为11万千米以上。据统计，美国已发射了10多颗核爆炸探测卫星。
通信卫星
通信卫星是人类的空中信使，它装有通信转发器，能转发地面站的信息。通信卫星和地面通信站统称为卫星通信系统。通信卫星不受季节、气候、距离的限制，传输信息的质量好、容量大、费用低。目前，通信卫星可以分三类：一是国际通信卫星；一是国内通信卫星；另一是直播电视卫星。
（1）国际通信卫星。1965年，一些国家政府为了共同使用通信卫星，组成了国际通信卫星组织。我国于1977年正式加入这个组织。国际通信卫星组织发射了六代通信卫星，它们都部署在大西洋、印度洋、太平洋上，进行国际间的电话、电报、电视和数据传输等电信业务。国际通信卫星组织还出租了一些卫星通信转发器信道给部分国家使用。
（2）国内通信卫星。国内卫星通信开始于20世纪70年代，至今许多国家自己研制或依靠别国建立了国内通信系统。世界上发展静止国内通信卫星最早的是加拿大。1972年，加拿大的兄弟静止卫星被发射上天。法国和德国研制了交响乐通信卫星。我国于1984年4月8日发射了静止试验通信卫星。1986年2月，我国又发射了实用通信广播卫星，采用国内波束抛物面天线，以成都为中心的全国40％的地区可用三米口径的天线收看卫星转播的电视节目。另外，“东方红2号”数颗卫星能传送中央人民广播电台的30路对外广播，可转播中央电视台第一二套电视节目、两套电视教学节目、西藏电视台的电视节目等。
（3）直播电视卫星。直播电视卫星是通信卫星的第四代。现在的通信卫星姿态控制性能很好，装有太阳能电池帆板，对地面的定向精度有很大的提高，向地面发射的功率也增大了。20世纪70年代，美国斯坦福大学和加拿大多伦多大学曾用两国联合发射的通信技术卫星进行了电视教学，收到很好的效果。现在电视直播卫星已用于召开学术会议，伤病治疗等方面。
此外，美国一些公司，如摩托罗拉公司，正在研制用于手持电视的通信卫星。“奥德赛”系统、“千星”系统、“铱”系统等是其代表。“铱”系统由66颗卫星组成，分布在六个轨道上。
导航卫星
导航卫星被称为太空中的灯塔，它协助海上舰船辨明方向。导航卫星最初仅仅出于军事目的。美国海军从1959年开始发射导航卫星。其子午仪导航卫星曾为北极星导弹核潜艇在远洋航行中导过航。美国已建立起卫星导航系统，它由地面站、导航卫星网、船舶导航设备三部分组成。一些国家的卫星导航系统被广泛应用于海洋石油勘探、海洋水文测量等各种船舶上。卫星导航在天文学、地学研究中也起了不少作用。
有消息报道说，前苏联从1982年开始部署的“全球导航系统”，类似于美国“导航全球定位系统”，于1995年底取得成功。这个导航卫星系统由21颗工作卫星和三颗备用卫星组成，分布在三个中高轨道上，可供军民两用。它使用军民两种密码，为空中飞机、地面用户、海上航船和太空航天器提供高精度的三维定位，精确度可达100米。
地球资源卫星
为了研究和更有效地利用地球资源，科学家们于是就研制了地球资源卫星。1972年7月25日，美国发射了一颗地球资源技术卫星，后来改名为陆地卫星Ⅰ号，由雨云气象卫星改进而来。它能够重复观测海洋与陆地各种资源，每隔18天送回一套全球图像数据。1975年、1978年，美国相继发射了陆地卫星Ⅱ号、Ⅲ号地球资源卫星。这种卫星广泛应用于地质、海洋、渔业、环保等部门中，并取得很大的成功。
目前，地球资源卫星能迅速、全面、经济地提供地球资源的情况，因而受到世界各国的青睐。现在，美国有“陆地卫星”；俄罗斯有“地球资源卫星”；法国有“斯波特”；印度有遥感卫星“IRS－A”；日本有“日本地球资源卫星”；加拿大有“雷达卫星”；欧洲也有“遥感卫星”。中国和巴西1988年合作研制了地球资源卫星“资源一号”，该卫星用太阳同步轨道运行和无线电传送信息。该卫星能每天飞经我国三次，一侧装有三块太阳电池组成的太阳帆板。我国用它遥测国土资源的变化、测量全国耕地面积、进行农作物估产并监测自然、人为灾害等。它为我国的资源普查和勘测提供了的现代化手段。
气象卫星
利用遥感器来对地球大气进行探测的卫星被称为气象卫星。早期的气象卫星是侦察卫星。侦察卫星无意中拍摄的云层图像，给气象工作者以极其可贵的资料。目前全世界有一百多颗气象卫星，它分低轨道、高轨道两种。前者通过南北极地区的上空运行，高度为700～1500千米，每天可以两次观测到全球的气象资料；后者高度为35800千米，每隔20分钟就可以获取一次观测资料。气象卫星已经广泛应用于天气预报、航空、航海、军事、通讯等方面。
气象卫星主要凭借电视摄象机和红外扫描辐射仪来对地观测。卫星上的电视摄像机开启快门后，会把图像信息转化成电信号存储下来，并发回到地面接收站上。红外扫描仪的使用原理也很简单，因为任何物体都有温度，有温度就会有热量，热量之中有红外辐射，红外扫描辐射仪能够测出地面和云顶的热辐射量，并得到红外云图。
气象卫星从具体运用来看，它不受地理条件的限制，能监视台风、暴雨等灾害性天气。自从1966年气象卫星实现观测以来，发生在热带海洋上的任何一个风暴都没有被漏过。气象卫星能定量地观察大气温度、水汽、云层、降水等，对国民经济各部门意义重大。气象卫星美国有“依托斯”；前苏联有“宇宙－144”“宇宙－1567”；法国有“伊奥利”；日本有“向日葵”；另有我国的“风云一号”，均是20世纪七、八十年代发射的。
科学探测卫星
科学探测卫星主要是研究近地空间环境和对太阳进行科学研究的卫星。
它主要为卫星、载人飞船、航天飞机提供各种科学数据。科学探测卫星有研究地球的，如关于地球重力场、磁场、辐射带等；有研究太阳的，如关于太阳的耀斑、X射线、γ射线、紫外线等。
美国已发射了近200颗科学探测卫星，主要有先锋号、探险者系列；前苏联发射了宇宙号系列；英国、法国、意大利、日本也有这类卫星。我国在1981年到1985年，相继发射了空间物理探测卫星、科学探测技术试验卫星共四颗。1994年7月3日，我国在酒泉成功地发射了一颗科学探测与技术试验卫星，这颗卫星搭载有植物、动物微细胞等，最后成功地返回地面。
减灾卫星和地震卫星
地震卫星是用来预测地震的卫星。空间测震有两个方面可以探索：一是根据地貌特征进行判断，美国1972年发射的地球资源卫星就曾拍到了地球上新发现的断层。这些断层的发现有助于地震预报；二是发射激光测地卫星进行研究。
减灾卫星的目的是减灾。过去人们对灾害的研究过于孤立分散，不能相互关联；而人造卫星却可以克服人为的“先天不足”的条件，利用卫星日夜监测地表一切自然变异对人类的不利影响。实际上，气象卫星、资源卫星、通信卫星、导航卫星都可以用于减灾活动。例如，美国每年只利用气象卫星就可以减少自然灾害带来的损失20亿美元，是卫星投资的10倍。许多国家目前正在加紧研究集通信、观测、导航等多功能于一体的新型减灾卫星。