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。前者，卫星每天对全球表面巡视两遍，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。后者可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面。用4颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球的中，低纬度地区天气系统的形成和发展进行连续监测。它的缺点是对纬度大于55度的地区的气象观测能力差。这两种卫星如果在天上工作，就可以优势互补。

到目前为止，美国，前苏联，日本，欧洲空间局，中国，印度等共发射了100多颗气象卫星。

世界上第一颗气象叫“泰罗斯”，是美国发射的。美国从1960年—1965年共发射了10颗这种卫星，它为美国提供了大量的气象资料。但它的云图解析度不高，随发随收的功能还不理想，只能作为试验型卫星。于是美国又研製了“艾萨”号，这是美国第一代太阳同步轨道气象卫星，1966—1969年共发射了9颗。它的本领比“泰罗斯”强，云图的星下点解析度为4千米，但仍不是十分理想。为了与“艾萨”号协同作战，美国还发射了地球静止轨道的“地球静止环境业务卫星”（GOES）。1975—1982年间共发射了6颗。美国气象卫星中本领最强的数第三代太阳同步轨道卫星—泰罗斯N/诺阿系列卫星。它与GOES等系列卫星配合组成了一个严密的全球天气监测网，卫星上携带着高解析度扫瞄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A地的云图贮存在磁带里，在卫星飞经B地地面接收站上空时传给B地。它每天可输出全球範围内16000个点的大气探测资料，20000—40000个点的海面温度测量值，100多张云图。现在世界上120多个国家约有1000多个云图接收站，每天在接收这类卫星云图。

美国第3代太阳同步轨道气象卫星系列。“泰罗斯”N号为这一系列的原型卫星，以后几颗从“诺阿”6号按顺序命名。它与“地球静止环境业务卫星”（GOES）等系列配合组成一个严密的全球天气监测网。这个系列的第一颗卫星在1978年10月13日发射，卫星工作了28个月。第2颗卫星和第3颗卫星分别于1979年和1980年发射。总计划发射8颗卫星，每年一颗,可发射到1985年左右。它参加了世界气象组织从1978年开始的全球大气研究计画(GARP)的第一期全球试验。

卫星长3.7米,

直径1.9 米,

发射重量约1400公斤,

太阳电池阵在最小光照下可提供420瓦功率,

採用太阳同步轨道，

倾角99°，

高度约850公里，形状近似圆形,

周期102分钟。

由两颗卫星观测，彼此相隔90°。

主要有改进型甚高解析度扫描辐射计 （AVHRR）和“泰罗斯”业务垂直探测器(TOVS)。改进型甚高解析度扫描辐射计有 5个波段通道。它拍摄的云图等数据可以实时用 137兆赫和1700兆赫两个频段传向地面；也可以将全球的云图数据存贮于卫星的磁带机内，在卫星飞经地面数据处理中心站时由地面发控制指令进行回放。

它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製出各种云层，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。

由高解析度红外分光计、微波探测计、平流层探测计三种气象遥感仪器组成,它们的星下点解析度分别为17、109和147公里。对这些仪器获得的数据进行地面处理可得到从地表到1000帕（10毫巴）高度的温度廓线、大气中各层次的水汽含量和大气中的臭氧总含量等气象资料。

用以测量太阳高能带电粒子（质子、α粒子和电子）的通量密度、 能谱和出现在卫星所在高度上的粒子总能量。

每天可收集 4000个地面气象站、海洋自动浮标和无人值守地区的自动气象站所获得的温度、压力、湿度等环境资料，而且能对这些台站定位。卫星能提供实时和延时两种形式的气象资料。

NASA讲行技术评估，拟定在2008-2020年间实现GOES卫星对聚焦平面阵成像仪的需求。
未来GOES卫星上使用干涉仪作高光谱解析度遥感，可以极大改进对大气温度、湿度变数的描述。使用新一代GOES探测器的思想源于Michelson干涉仪机载试验，并且在NOAA合作研究所(NOAA麻省理工学院，M|T)林肯实验室进行了十年以上研究。美国NOAA卫星计画最终目标是提供气象.海洋水文.气候资料.灾难预警，未来更有效的满足客户要求。