1960年4月美国发射了第一颗气象卫星泰罗斯-1(Tiros-1)。随后，前苏联也相继发射了自己的气象卫星。从此，气象学的发展进入了一个新的时代，气象卫星的研究和应用蓬勃发展。目前，在轨道上运行的大多数气象卫星是由美国和俄罗斯发射的，其中很大一部分为极地轨道卫星，简称极轨卫星。
1966年美国发射第一颗业务气象卫星艾萨(ESSA)是极轨卫星，主要提供可见光云图。 1970年、1978年美国又相继发射诺阿(NOAA)和泰罗斯－N系列业务气象卫星。这些卫星都属于极轨气象卫星。极轨气象卫星的飞行高度一般在800－1500公里左右。由于卫星的飞行高度低，因此卫星照片分辨率高，图像清晰。极轨气象卫星环绕地球的南、北极附近运转，一颗星从南向北，另一颗星从北向南运行。由于地球自转，每条轨道穿越赤道的经度是各不相同的。地面接收站每天两次在固定时间里接收某一轨道的卫星云图，几条轨道的图像拼接成区域云图，成为预报员制作预报的重要参考资料。
1974年，美国成功地研制了第一颗静止业务环境监测卫星(GOES)。静止业务环境监测卫星在赤道的某一经度、约36000公里高度上，它环绕地球一周约需24小时，几乎与地球自转同步。从地球上看好像卫星是相对静止的，故又称为地球静止卫星。二十世纪70年代后期，日本和欧盟也相继发展了自己的系列静止气象卫星。
目前，日本GMS系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMES卫星、欧盟 METEOSAT-3 卫星、印度的INSAT以及美国的两颗静止卫星(GOES-E和GOES-W)共6颗卫星组成地球静止气象卫星监测网。它们分别位于全球赤道东经140 度、东经76 度、西经75度、东经74度、西经75度、西经135度上空。这些卫星位于赤道上空约36000公里高，每半小时向地球发送一次图片。另外，还有三颗极轨卫星(2颗美国NOAA卫星，1颗俄罗斯METEO卫星)，这些卫星每天实时监视大气天气系统的运动和变化。
中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－2）。依靠这些卫星，中国建立了自己的卫星天气预报和监测系统。风云－1是一种极地轨道气象卫星。星上装有若干个高分辨率扫描辐射计。包括4个可见频道和1个红外频道。风云－2是一种静止气象卫星。星上装有多频道扫描辐射计。包括1个可见波段、1个红外波段和1个水汽波段。载荷包括S频段传输和云图预报转发器，UFH/S频段数据采集转发器和空间环境监测设备。
气象卫星资料弥补了占地球表面积71％的海洋上、高原及沙漠上人烟稀少地区常规气象探测资料的不足。它具有视野开阔、观测范围广、观测时次多等优点。人们通过卫星，能比过去提前二三天发现台风，并能准确地测定它的位置、强度，从而确定它的移向、移速和发展变化。因此，卫星云图成为监视台风和预报台风移动路径的十分有效的工具，特别是台风定位已经离不开卫星云图。卫星资料应用还发展到农业、森林火灾、洪水灾情、环境监测等领域。
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