氣象衛星主要是用來拍攝雲圖以尋找天氣系統，此外還能觀測海冰分布、確定海面溫度等與中長期天氣預報相關的海洋資料，是唯一可顯現各種尺度天氣現象於單一影像上的觀測工具，對天氣分析與預報提供非常寶貴的遙測資料。基本上可分為地球同步衛星及繞極軌道衛星二大類（右圖動畫是從地球北極上空觀察；檔案較大請耐心等候下載）。
氣象衛星主要是用來拍攝雲圖以尋找天氣系統，此外還能觀測海冰分布、確定海面溫度等與中長期天氣預報相關的海洋資料，是唯一可顯現各種尺度天氣現象於單一影像上的觀測工具，對天氣分析與預報提供非常寶貴的遙測資料。基本上可分為地球同步衛星及繞極軌道衛星二大類（右圖動畫是從地球北極上空觀察；檔案較大請耐心等候下載）。
（動畫修改自中央氣象局網站）
地球同步氣象衛星（GMS）的繞地軌道位於地球赤道上空，它的繞地方向和速度都與地球自轉一樣，因此相對於地表來說是固定不動的，觀測的涵蓋範圍因而也是固定的。由於同步的速度要求，它的軌道必須位於海拔36,000公里的高處，高度將近是地球直徑的三倍之多！目前WMO轄下共有5顆同步衛星，分別由美、日、歐發射，中央氣象局主要是接收位於東經140°赤道上的日本地球同步氣象衛星「向日葵」的雲圖，由於是日本發射的衛星，當然日本所在的經線是位於影像的正中央，對我們來說亞洲大陸方面的雲系資訊會較不完整。
地球同步氣象衛星的好處正是由於它與地球同步運轉，因此可以作同一區域連續時間的觀測，易於分辨各別雲區或天氣系統的發展及移動情形；而且地面接收天線也不需要追蹤衛星軌跡，設置與維護都比較容易。此外，由於軌道很高，它的拍攝範圍很大，只要4幅影像就可涵蓋幾乎半個地球表面，大型的雲區及天氣系統一覽無遺（右圖）；不過也正因為如此，雲圖的解析度就有限了。
繞極軌道氣象衛星繞地球南北兩極公轉，中央氣象局目前所接收的是美國大氣與海洋總署（NOAA）的繞極衛星，飛行周期為102分鐘，每次飛行路徑較前次路徑向西偏離約25個經度。目前有兩顆NOAA系列衛星作業，軌道互呈90度，平均飛行高度為870公里，影像涵蓋範圍約2,000公里見方。
繞極衛星的軌道遠比同步衛星來得低，因此影像會有較好的解析力；然而相對地它的視野範圍也就小得多（右圖）。而且每天每顆衛星只能觀測同一地區兩次，無法充分掌握天氣的連續變化，地面接收天線還必須時時追蹤鎖定衛星位置，才能順利取得雲圖資料。位在台北市公園路的中央氣象局，大門一側的高塔，頂端有一個頗大的多邊形球體外罩，其中即是接收繞極衛星訊號的天線。
氣象衛星所使用的觀測儀器大多是掃描輻射儀，利用望遠鏡對特定波段的輻射作掃描觀測。例如可見光波段是在0.5∼0.7微米（藍光至紅光），可觀測地表與雲層反射的太陽光；紅外線波段則是在10.5∼12.5微米，可觀測地表與雲頂因本身溫度所產生的熱輻射量。這些觀測到的輻射量，經過衛星上的電腦處理，轉換成數位資料傳回地面接收站；地面接收後再以電腦將資料點定位及轉換座標，最後疊上經緯度線及海岸線，甚至疊上地形底圖，即可製成各種衛星雲圖產品。
