技术试验卫星，是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。
人造卫星在发射之前须经过一系列的地面试验，但为了更加全面地考验卫星的技术性能，还必需把卫星发射上天加以验证，技术稳定了才能正式应用。
美国的技术试验卫星，进行了很多实验，如话音通信；卫星导航；无线电传输等，为美国以后的通信卫星、气象卫星、导航卫星、资源卫星的研制与应用作了大量准备。
“实践一号”卫星是中国第一颗科学探测和技术实验卫星。它的主要任务是试验星上太阳能电池供电系统，主动无源温控系统，长寿命遥测设备及无线电线路性能，并进行其他太空环境的探测。“实践一号”的设计寿命为一年，但它实际在太空工作了八年之久，直到1979年6月17日才陨落。
技术试验卫星中最让人感兴趣的是生物卫星。我们知道，在载人航天之前须先进行动物试验，看看动物是否能适应太空生活，失重、强辐射的环境对发育、遗传、生育有什么影响，应采取什么防护措施，然后才能慎重地将人送上天。那些携带生物上天的卫星即是生物卫星。
生物卫星一般由服务舱和返回舱两部分组成。服务舱是卫星与运载火箭的接合部分，内部装有卫星的姿态控制系统、电源系统和其他保证卫星正常工作的设备。服务舱与返回舱分离后留在天上不返回地面。返回舱是卫星返回地面的舱段，内装各种实验生物、记录仪器、制动火箭和回收系统，舱外有防热保护层。返回舱的外形有的呈球形，有的呈碗形，重三四百千克乃至一二吨。
前苏联自1966年起开始执行专门研究空间生命科学的生物卫星计划，基本上每隔1至2年发射一颗生物卫星。星上载有猴子、狗、白鼠、乌龟、苍蝇、细菌、藻类、植物种子等生物，科学家对它们进行了重力生理学、放射生物学和发育生物学实验。卫星飞行最长时间为22天，最短为 5天。前苏联的生物卫星计划是一项国际合作项目，东欧诸国、美国、法国等都参加了实验。
中国在 1990年10月5日发射的返回式卫星上也进行了太空动物试验，两只雄性小白鼠率先光顾宇宙。它们在天上生活5天零8个小时，由于种种不适应，在返回地面之前死去了。
太空驿站——通信卫星
通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使，收集来自地面的各种“信件”，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000 公里的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责 1/3地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星，便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后发到另一个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后，再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们就收到了从很远的地方发出的信号。
通信卫星一般采用地球静止轨道，这条轨道位于地球赤道上空 35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转，绕地球一周的时间为 23小时56分4秒，恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看，卫星象挂在天上不动，这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星，昼夜不间断地进行通信，不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”，使通信时间时断时续。如今，通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。
通信卫星是世界上应用最早、应用最广的卫星之一，许多国家都发射了通信卫星。1965年4月6日美国成功发射了世界第一颗实用静止轨道通信卫星：国际通信卫星1号。到目前为止，该型卫星已发展到了第八代，每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。
前苏联的通信卫星命名为“闪电号”， 包括闪电1、2、3号等。由于前苏联国土辽阔，“闪电号”卫星大多数不在静止轨道上，而在一条偏心率很大的椭圆轨道上。 科学探测卫星，是用来进行空间物理环境探测的卫星。它携带着各种仪器，穿行于大气层和外层空间，收集来自空间的各种信息，使人们对宇宙有了更深的了解，为人类进入太空、利用太空提供了十分宝贵的资料。世界各国最初发射的卫星多是这类卫星或是技术试验卫星。
美国发射的第一颗卫星“探险者”号就是一颗科学探测卫星，以后“探险者”发展成一个科学卫星系列，它们主要用于探测地球大气层和电离层；测量地球高空磁场；测量太阳辐射、太阳风；探测行星际空间等。“探险者”号卫星系列多为小型卫星，但其外形结构差别很大，由于探测的空间区域不同，它们的运行轨道有高有低、有远有近，差别也很大。
“电子号”卫星是前苏联的科学卫星系列，星上装有高、低灵敏度的磁强计、低能粒子分析器、质子检测器、太阳X射线计数器以及研究宇宙辐射成分的仪器等。 该系列卫星的主要任务是研究进入地球内、外辐射带的粒子以及相关的各种空间物理现象。
中国的“实践”系列卫星即是技术实验卫星，又是科学探测卫星。“实践一号”卫星装有红外地平仪、太阳角计等探测仪器，取得了许多环境数据。“实践二号”和二号甲、二号乙是用一枚火箭同时发射的三颗卫星。其中“实践二号”外形为八面棱柱体，任务是探测空间环境，试验太阳电池阵对日定向姿态控制和大容量数据存贮等新技术。
天文卫星也是一种科学卫星，它专门对各种天体和其他空间物质进行科学观测。天文卫星在离地面几百公里或更高的轨道上运行，由于没有大气层的阻挡，星上仪器可以接收来自其它天体的各波段电磁波辐射，能够更好地观测宇宙空间。
天文卫星的轨道多数为圆形或近圆形、高度为几百公里，但一般不低于四百公里。这是因为太阳系以外的天体离地球极远，再增加轨道高度也不能缩短相互间的距离，改善观测能力；而轨道太低时，大气密度增加，卫星也难以长时期运行。
侦察卫星，就是窃取军事情报的卫星，它站得高看得远，既能监视又能窃听，是个名副其实的超级间谍。
侦察卫星利用光电遥感器或无线电接收机，搜集地面目标的电磁波信息，用胶卷或磁带记录下来后存贮在卫星返回舱里，待卫星返回时，由地面人员回收。或者通过无线电传输的方法，随时或在某个适当的时候传输给地面的接收站，经光学、电子计算机处理后，人们就可以看到有关目标的信息。
侦察卫星根据执行任务和侦察设备的不同，分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星和预警卫星。
照相侦察卫星，装有可见光照相机或电视摄像机，能对目标拍照。为了发现和识别目标，照相机镜头和图像分辨率要求很高。这种卫星一般运行在近地点高度150—280公里的轨道上，如果装备红外相机和多光谱相机，还具有夜间侦察和识别伪装的能力。照相侦察卫星按侦察信息送回地面的方式分为返回型和传输型。返回型是将拍好的胶卷存入回收舱中返回地面，它利用胶片成像的原理，优点是图像分辨率高、直观，易于识别分析，缺点是回收不及时，容易贻误战机。传输型利用光电成像原理，先把图像信息记录在磁带上，飞到地面接收站的控制区时，再将图像信息发送到地面，由地面进行处理、识别。它的优点是地面收到信息快，但图像分辨率不高。美国从1959年2月开始发射照相侦察卫星，其中有代表性的为“大鸟”号,它兼有回收胶卷和无线电传输两种功能，寿命52—220天，它拍的照片可以清晰地分辨出火车、汽车、建筑物及行人。
电子侦察卫星，用来侦辨雷达或者其他无线电设备的位置和特性，窃听遥测和通信等机密信息。这种卫星一般运行在高约 500或1000多公里的近圆形轨道上。电子侦察卫星是窃听能手，当它经过别国上空时，星上磁带迅速录下雷达信号、电台信号等，等飞经本国上空时又把这些信号输送到地面站，经地面分析、研究，就能掌握别国地面雷达的位置、特性，破译电台的信号。美国1988年8月发射的一颗重型电子侦察卫星，可以同时监听到中苏两国11000条电话和步话机的通话。
海洋监视卫星，装有雷达、无线电接收机、红外探测器等侦察设备，监视海上舰船和潜艇的活动。为了对广阔的海洋连续监视，卫星轨道一般比较高，为1000公里左右的近圆形轨道，并需要由多颗卫星组成海洋监视网。
预警卫星，运行在地球静止轨道，并由几颗卫星组成一个预警网。星上装有红外探测仪，用来探测敌方导弹飞行时发动机尾焰的红外辐射，配合电视摄像机及时准确地判断导弹飞行方向，迅速报警，使防空部队及时拦击导弹，城市居民紧急疏散隐蔽。在预警卫星出现前，人们用巨型雷达预警，由于地球曲面的阻挡，只有当导弹爬高到 250公里高空时，雷达才能“看”到目标，预警时间只有15分钟，常常由于来不及准备而被动挨打。预警卫星可以把预警时间提前到30分钟，海湾战争中，美国的爱国者导弹拦截伊拉克的飞毛腿导弹，预警卫星起了极大的作用。
明天天气怎么样？这是人们经常要问的一个问题。可是用地面气象台、气球、飞机乃至火箭等去观察天气却有很大局限性,而且地球上有80%的地区无法用上述工具去观测，于是气象卫星便大显身手。
气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星，具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。
气象卫星的本领来自于它携带的气象遥感器。这种遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外与微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。
气象卫星的轨道大致有两种，一种是太阳同步轨道，一种是地球静止轨道。按照前一种轨道运行，卫星每天对地球表面巡视两遍，其优点是可以获得全球气象资料，缺点是对某一地区每天只能观测两次。 若运行于地球静止轨道，则可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，用四颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测；它的缺点是对纬度大于55度地区的气象观测能力差。这两种卫星如果同时在天上工作，就可以优势互补。
到目前为止，美国、苏联、日本、欧洲空间局、中国、印度等共发射了100多颗气象卫星。
世界上第一颗气象卫星是美国发射的“泰罗斯”卫星，它为美国提供了大量气象资料。但它的云图分辨率不高，随发随收的功能还不理想，只能作为试验型卫星。第三代太阳同步轨道卫星——“泰罗斯N/诺阿”号则有较佳表现，卫星上携带着高分辨率扫描辐射计和垂直探测器。它拍摄的云图可以及时传输给地面，也可以把一地的云图贮存在磁带里，在卫星飞经另一地地面接收站时传给地面。它每天可输出全球范围内的 16000多个地点的大气探测资料，二至四万个点的海面温度测量值。每天全球有一百多个地面接收站在接收这类的卫星云图。
前苏联的气象卫星命名为“流星”号，分Ⅰ、Ⅱ号两个系列。“流星Ⅱ号”卫星为太阳同步轨道卫星，每天两次探测全球有关云层分布、雪和冰层覆盖、地面温度、云顶高度等数据，并将数据传给本国及其他国家的60多个自动图象接收站，业务十分繁忙。
中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美，但由于星上元器件发生故障，它只工作了39天。日前，性能更先进的“风云二号”地球静止轨道气象卫星已经投入应用，并为国民经济建设发挥了巨大作用。
哈勃号太空望远镜是被送入轨道的口径最大的望远镜。它全长12.8米，镜筒直径4.27米，重11吨，由三大部分组成，第一部分是光学部分，第二部分是科学仪器，第三部分是辅助系统，包括两个长11.8米，宽2.3米，能提供2.4千瓦功率的太阳电池帆板，两个与地面通讯用的抛物面天线。镜筒的前部是光学部分，后部是一个环形舱，在这个舱里面，望远镜主镜的焦平面上安放着一组科学仪器；太阳电池帆板和天线从筒的中间部分伸出。
望远镜的光学部分是整个仪器的心脏。它采用卡塞格林式反射系统，由两个双曲面反射镜组成，一个是口径 2.4米的主镜、另一个是装在主镜前约4.5米处的副镜，口径0.3米。投射到主镜上的光线首先反射到副镜上，然后再由副镜射向主镜的中心孔，穿过中心孔到达主镜的焦面上形成高质量的图像，供各种科学仪器进行精密处理，得出来的数据通过中继卫星系统发回地面。
除了光学部分，望远镜的另外一个主要部分就是装在主镜焦平面上的八台科学仪器，分别是：宽视场和行星照相机、暗弱天体照相机、暗弱天体摄谱仪、高分辨率摄谱仪、高速光度计和三台精密制导遥感器。
这些科学仪器是为望远镜在最初几年运转期间所配备的。为了使太空望远镜能够充分利用最新技术成果，焦平面上的这些仪器设计成可作各种不同组合和更换方式。在望远镜工作期间，可以通过航天飞机上的航天员进行维修更换，必要时，也可以用航天飞机将整个望远镜载回地面作大的修理，然后再送入轨道。太空望远镜的寿命按设计要求至少15年，估计实际可达几十年。
太空望远镜在距地面500公里的太空上进行观测，不仅不受恶劣气候的影响，每天都可以进行观测，而且摆脱了地球大气的干扰，能够达到地面上任何望远镜也达不到的高灵敏度和高分辨能力。
但不幸的是， 由于制造上的误差，哈勃太空望远镜不能辨别140亿光年以外的物体，而只能看清40亿光年的物体。 另外,它的太阳能电池板因热胀冷缩还存在颤抖。为此，美国的数名宇航员于1993年进行了两次检修，经过艰苦的努力，终于修复了患了“近视”的哈勃太空望远镜,使其分辨率达到最初要求。
资源卫星，是勘测和研究地球自然资源的卫星。它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构，能普查农作物、森林、海洋、空气等资源，预报各种严重的自然灾害。
资源卫星利用星上装载的多光谱遥感设备，获取地面物体辐射或反射的多种波段电磁波信息，然后把这些信息发送给地面站。由于每种物体在不同光谱频段下的反射不一样，地面站接收到卫星信号后，便根据所掌握的各类物质的波谱特性，对这些信息进行处理、判读，从而得到各类资源的特征、分布和状态等详细资料，人们就可以免去四处奔波，实地勘测的辛苦了。
资源卫星分为两类：一是陆地资源卫星，二是海洋资源卫星。陆地资源卫星以陆地勘测为主，而海洋资源卫星主要是寻找海洋资源。
资源卫星一般采用太阳同步轨道运行，这能使卫星的轨道面每天顺地球自转方向转动1度，与地球绕太阳公转每天约1度的距离基本相等。这样既可以使卫星对地球的任何地点都能观测，又能使卫星在每天的同一时刻飞临某个地区，实现定时勘测。
世界上第一颗陆地资源卫星是美国1972年7月23日发射的，名为“陆地卫星1号”。它采用近圆形太阳同步轨道，距地球920公里高，每天绕地球14圈。星上的摄像设备不断地拍下地球表面的情况， 每幅图象可覆盖地面近两万平方公里，是航空摄影的140倍。
世界上第一颗海洋资源卫星也是美国于1978年6月发射的，名为“海洋卫星1号”。它装备有各种遥测设备，可在各种天气里观察海水特征， 测绘航线，录找鱼群，测量海浪、海风等。
