壹顆衛星在發射前必須經過壹系列的地面測試，但為了更全面地測試衛星的技術性能，必須發射到天上去驗證，技術穩定後才能正式應用。
美國的技術試驗衛星進行了很多實驗，比如語音通信；衛星導航；無線電傳輸為美國未來的通信衛星、氣象衛星、導航衛星、資源衛星的發展和應用做了大量的準備。
“石堅壹號”衛星是中國第壹顆科學探測和技術實驗衛星。其主要任務是測試星上太陽能電池供電系統、主被動溫控系統、長壽命遙測設備和無線電線路的性能，以及探測其他空間環境。“實踐壹號”的設計壽命是壹年，但實際在太空工作了八年，直到1979年6月才墜落。
技術試驗衛星中最有趣的是生物衛星。我們知道，在載人航天之前，必須進行動物實驗，看動物能否適應太空生活，失重和強輻射對發育、遺傳和生育能力有什麽影響，要采取什麽防護措施，才能謹慎地把人送上天。那些運載生物上天的衛星是生物衛星。
生物衛星壹般由服務艙和返回艙組成。服務艙是衛星與運載火箭的連接部分，它裝有姿態控制系統、電源系統等設備，以保證衛星的正常運行。服務艙與返回艙分離後，停留在天上，不返回地面。返回艙是衛星返回地面的艙體。裏面裝有各種實驗生物、記錄儀器、制動火箭和回收系統，艙外還有防熱層。返回艙的形狀是球形或碗形，重三四百公斤甚至壹兩噸。
從1966開始，前蘇聯開始實施專門從事空間生命科學的生物衛星計劃，基本上每1到2年發射壹顆生物衛星。衛星上有猴子、狗、老鼠、烏龜、蒼蠅、細菌、藻類、植物種子等生物。科學家們進行了重力生理學、放射生物學和發育生物學的實驗。壹顆衛星最長飛行時間22天，最短5天。前蘇聯的生物衛星計劃是壹個國際合作項目，東歐國家、美國和法國都參與了實驗。
中國還在1990年10月5日發射的返回式衛星上進行了太空動物實驗，兩只雄性小鼠率先造訪宇宙。他們在天上生活了5天8小時，因為各種適應不良，還沒回到地面就去世了。
空間站-通信衛星
通信衛星是充當無線電通信中繼站的衛星。它就像壹個國際信使，從地面收集各種“信件”，然後“投遞”給另壹個地方的用戶。因為它“站”在36000公裏的高空，所以它的“投遞”覆蓋面特別大，壹顆衛星可以負責地球表面1/3的通信。如果把三顆通信衛星均勻地放在地球靜止軌道上，除了南北極，就可以實現全球通信。當衛星接收到壹個地面站的微弱無線電信號時，它會自動把它變成大功率信號，然後發送到另壹個地面站，或者發送到另壹顆通信衛星，再發送到地球另壹邊的地面站。這樣，我們就收到了來自遠方的信號。
通信衛星壹般采用地球靜止軌道，位於地球赤道上空35786公裏處。在這個軌道上，衛星以每秒3075米的速度自西向東繞地球運行，繞地球壹周的時間為23小時56分4秒，與地球自轉壹周的時間完全相同。所以從地面上看，衛星圖像壹動不動地掛在天上，這樣地面接收站的工作就方便多了。接收站的天線可以固定在衛星上，晝夜不間斷通信，不用像跟蹤那些移動衛星壹樣“晃來晃去”，使得通信時間斷斷續續。如今，通信衛星承擔了所有的洲際通信服務和電視傳輸。
通信衛星是世界上最早、應用最廣泛的衛星之壹，許多國家都發射過通信衛星。1965年4月6日，美國成功發射了世界上第壹顆實用靜止軌道通信衛星:Intelsat 1。到目前為止，該型衛星已經發展到第八代，每壹代都在體積、重量、技術、通信能力、衛星壽命等方面有所提高。
前蘇聯的通信衛星被命名為“閃電”，包括閃電1、2、3。由於前蘇聯地域遼闊，閃電的衛星大多不在地球靜止軌道上，而是在壹個偏心率很大的橢圓軌道上。科學探索衛星是用於探索太空中物理環境的衛星。它攜帶各種儀器，穿越大氣層和外太空，收集來自太空的各種信息，使人們對宇宙有了更深入的了解，為人類進入和利用太空提供了非常有價值的信息。世界各國最初發射的衛星大多是這類衛星或技術試驗衛星。
美國發射的第壹顆衛星“探索者”是壹顆科學探測衛星。後來，探索者發展成為壹系列科學衛星，主要用於探測地球大氣層和電離層。測量地球高空磁場；測量太陽輻射和太陽風；探索星際空間等。探險者多為小型衛星，但形狀和結構差異很大。由於探索的空間區域不同，它們的軌道有高有低，有遠有近，也有很大的差異。
“電子”衛星是前蘇聯的壹系列科學衛星，裝有高、低靈敏度磁力儀、低能粒子分析儀、質子探測器、太陽X射線計數器和研究宇宙輻射成分的儀器。該系列衛星的主要任務是研究進入地球內外輻射帶的粒子以及相關的空間物理現象。
中國的“實踐”系列衛星既是技術實驗衛星，也是科學探測衛星。“石堅壹號”衛星搭載了紅外地平儀、太陽測角儀等探測儀器，獲得了大量環境數據。“實踐二號”，二號A和二號B是用壹枚火箭同時發射的三顆衛星。其中，“實踐二號”為八面體棱鏡，任務是探索空間環境，測試太陽電池陣定向姿態控制、大容量數據存儲等新技術。
天文衛星也是科學衛星的壹種，專門對各種天體和其他空間物質進行科學觀測。天文衛星運行在離地面數百公裏或更高的軌道上。由於沒有大氣層阻擋它們，船上的儀器可以接收到其他天體所有波段的電磁輻射，可以更好地觀測太空。
天文衛星的軌道多為圓形或近圓形，高度有幾百公裏，但壹般不低於四百公裏。這是因為太陽系外的天體距離地球較遠，增加軌道高度並不能縮短它們之間的距離，提高觀測能力；軌道過低時，大氣密度增大，衛星難以長時間運行。
偵察衛星是竊取軍事情報的衛星。站得高，看得遠，能監聽，能竊聽，是名副其實的超級間諜。
偵察衛星利用光電遙感器或無線電接收機收集地面目標的電磁波信息，用膠片或磁帶記錄下來，存儲在衛星返回艙中，衛星返回時由地面人員回收。或者通過無線電傳輸，可以在任何時候或適當的時候傳送到地面的接收站。經過光學和電子計算機處理後，人們可以看到有關目標的信息。
根據任務和偵察設備的不同，偵察衛星分為照相偵察衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星和預警衛星。
攝影偵察衛星，裝有可見光相機或電視攝像機，可以拍攝目標的照片。為了發現和識別目標，對相機鏡頭和圖像的分辨率要求很高。這種衛星壹般運行在近地點高度150-280 km的軌道上。如果配備紅外相機和多光譜相機，還具有夜間發現和識別偽裝的能力。攝影偵察衛星按偵察信息傳回地面的方式分為返回式和傳輸式。返回式是將拍攝好的膠片存放在回收艙內，返回地面。它采用膠片成像原理，優點是分辨率高，直觀，易於識別分析，缺點是回收不及時，容易延誤戰機。傳輸型利用光電成像原理，先把圖像信息記錄在磁帶上，飛到地面接收站的控制區，再把圖像信息送到地面進行處理和識別。它的優點是地面接收信息快，但圖像分辨率不高。美國從1959年2月開始發射攝影偵察衛星，其中代表是大鳥，具有膠片回收和無線電傳輸兩種功能，壽命52-220天。它拍出來的照片可以清晰地區分火車、汽車、建築物、行人。
電子偵察衛星用於探測雷達或其他無線電設備的位置和特性，並竊聽遙測和通信等機密信息。這種衛星壹般運行在高度約500或1000公裏的近圓形軌道上。電子偵察衛星是竊聽專家。當它經過其他國家上空時，機載磁帶迅速記錄雷達信號和無線電信號，當它飛越該國上空時，它將這些信號傳輸到地面站。經過地面分析研究，可以掌握他國地面雷達的位置和特點，破譯無線電信號。美國在1988年8月發射的壹顆重型電子偵察衛星，可以同時監聽中蘇之間的11000次電話和對講機通話。
海洋監視衛星裝有雷達、無線電接收機和紅外探測器等偵察設備，監視海上船只和潛艇的活動。為了對浩瀚的海洋進行連續監測，衛星軌道壹般比較高，約為1000公裏，需要多顆衛星組成海洋監測網。
預警衛星，運行在地球靜止軌道上，由若幹顆衛星組成預警網絡。衛星上裝有紅外探測器，用於探測敵方導彈飛行時發動機尾焰的紅外輻射，配合電視攝像機及時準確判斷導彈飛行方向並迅速報警，以便防空部隊及時攔截導彈，城市居民緊急情況下疏散躲藏。在預警衛星出現之前，人們使用巨型雷達進行預警。由於地球曲面的阻擋，當導彈爬升到250公裏的高度時，雷達才能“看到”目標。預警時間只有15分鐘，經常因為來不及準備而被動挨打。預警衛星可以將預警時間提前到30分鐘。海灣戰爭中，美國愛國者導彈攔截伊拉克飛毛腿導彈，預警衛星發揮了很大作用。
明天天氣會怎麽樣？這是人們經常問的問題。而用地面氣象臺、氣球、飛機甚至火箭觀測天氣有很大的局限性，地球80%的區域都無法用上述工具觀測到，氣象衛星就大顯身手了。
氣象衛星是對地球及其大氣進行氣象觀測的人造地球衛星，具有大範圍、時效性、快速性和連續性的特點，可以向地面用戶發送雲圖等氣象信息。
氣象衛星的能力來自於它所攜帶的氣象遙感器。這種遙感器可以接收和測量地球及其大氣的可見光、紅外和微波輻射，並轉換成電信號傳輸到地面。地面接收站恢復電信號，並繪制各種雲層、地表和海洋的圖片。經過進壹步的處理，可以發現天氣變化的趨勢。
氣象衛星的軌道大致有兩種，壹種是太陽同步軌道，壹種是地球靜止軌道。按照前壹種軌道，衛星每天巡視地球表面兩次，優點是可以獲得全球氣象數據，缺點是壹天只能觀測某個區域兩次。如果運行在地球靜止軌道，可以連續觀測地球近1/5的氣象條件，將數據實時發回地面，利用赤道上空均勻布置的4顆衛星，連續監測全球中低緯度地區的氣象條件；其缺點是在緯度大於55度的地區氣象觀測能力較差。這兩種衛星如果同時在天空中工作，是可以互補的。
截至目前，美國、蘇聯、日本、歐洲航天局、中國和印度共發射了100多顆氣象衛星。
世界上第壹顆氣象衛星是美國發射的“泰羅斯”衛星，為美國提供了大量氣象數據。但其雲圖分辨率不高，收發功能也不理想，只能作為實驗衛星使用。第三代太陽同步軌道，Tyros N/ NOAA，性能更好。該衛星攜帶高分辨率掃描輻射計和垂直探測器。它拍攝的雲圖可以及時傳輸到地面，也可以將壹個地方的雲圖存儲在磁帶中，在衛星飛過另壹個地方的地面接收站時傳輸到地面。每天可輸出全球16000多個地點的大氣探測數據和20000至40000個點的海面溫度測量數據。每天，全世界有100多個地面接收站在接收這樣的衛星雲圖。
前蘇聯的氣象衛星命名為流星，分為I、II兩個系列。“流星二號”是壹顆位於太陽同步軌道的衛星，每天兩次探測全球雲分布、冰雪覆蓋、地面溫度和雲頂高度的數據，並將數據傳輸到中國和其他國家的60多個自動圖像接收站。生意很忙。
中國於9月7日發射了第壹顆氣象衛星風雲壹號，1988。衛星雲圖的清晰度可以和美國NOAA的衛星雲圖媲美，但由於星上組件故障，只工作了39天。日前，性能更加先進的風雲二號靜止軌道氣象衛星已投入使用，為國家經濟建設發揮了巨大作用。
哈勃太空望遠鏡是送入軌道的最大的望遠鏡。全長12.8米，鏡筒直徑4.27米，重量11噸。它由三部分組成，第壹部分是光學部分，第二部分是科學儀器，第三部分是輔助系統，包括兩個11.8米長，2.3米寬，可以提供2。鏡筒前面是光學部分，後面是環形艙。在這個艙內，壹組科學儀器被放置在望遠鏡主鏡的焦平面上。太陽能電池板和天線從管子的中部伸出。
望遠鏡的光學部分是整個儀器的心臟。它采用賽格林反射系統，由兩塊雙曲面反射鏡組成，壹塊是直徑為2.4m的主鏡，壹塊是直徑為0.3m的副鏡，安裝在主鏡前方約4.5m處。投射到主鏡上的光首先在副鏡上反射，然後從副鏡發射到主鏡的中心孔，穿過中心孔到達主鏡的焦平面，形成高質量的圖像供各種科學儀器進行精密處理，獲得的數據通過中繼衛星系統傳回地面。
除了光學部分，望遠鏡的另壹個主要部分是安裝在主鏡焦平面上的八個科學儀器，分別是:寬視場和行星相機、昏暗天體相機、昏暗天體攝譜儀、高分辨率攝譜儀、高速光度計和三個精確制導遙感器。
這些科學儀器是在望遠鏡運行的頭幾年為其配備的。為了使太空望遠鏡充分利用最新的技術成果，焦平面上的這些儀器被設計成以各種方式組合和替換。望遠鏡在運行過程中，可以由航天飛機上的宇航員進行維修和更換。如果有必要，整個望遠鏡也可以由航天飛機運回地面進行大修，然後送入軌道。空間望遠鏡的壽命按照設計要求至少是15年，估計實際能達到幾十年。
太空望遠鏡可以在距離地面500公裏的太空中進行觀測，不僅不受惡劣天氣的影響，而且不受地球大氣層的幹擾，可以達到地面上任何望遠鏡都無法達到的高靈敏度和高分辨率。
遺憾的是，由於制造誤差，哈勃太空望遠鏡無法分辨654.38+04億光年以外的天體，只能看到40億光年的天體。此外，它的太陽能電池板還會因熱脹冷縮而顫抖。為此，幾名美國宇航員在1993進行了兩次大修。經過努力，他們終於修復了近視的哈勃太空望遠鏡，使其分辨率達到了原來的要求。
資源衛星是調查和研究地球自然資源的衛星。它可以“看透”地層，發現人們肉眼看不到的地下寶藏、歷史遺跡和地層結構，勘測農作物、森林、海洋、空氣等資源，預報各種嚴重的自然災害。
資源衛星利用星上的多光譜遙感設備獲取地面物體輻射或反射的多波段電磁波信息，然後將這些信息發送到地面站。由於每個物體在不同光譜波段的反射是不同的，地面站接收到衛星信號後，會根據各種物質的光譜特性對信息進行處理和判讀，從而獲得各種資源的特性、分布、狀況等詳細信息，使人們免去四處奔波、實地調查的辛苦。
資源衛星分為兩類:壹類是陸地資源衛星，壹類是海洋資源衛星。陸地資源衛星主要用於陸地調查，海洋資源衛星主要用於尋找海洋資源。
壹般資源衛星運行在太陽同步軌道，可以使衛星的軌道平面每天沿地球自轉方向旋轉1度，基本等於地球每天繞太陽公轉的距離約為1度。這不僅能使衛星觀測到地球上的任何壹個地方，還能使衛星每天同壹時間飛到某壹區域，從而實現定時巡天。
世界上第壹顆陸地資源衛星於1972年7月23日由美國發射，命名為“Landsat 1”。它采用近圓形太陽同步軌道，距地球920公裏高，每天繞地球14圈。機載攝像設備不斷對地球表面進行拍攝，每幅圖像可覆蓋近20000平方公裏，是航空攝影的140倍。
世界上第壹顆海洋資源衛星也是美國在1978年6月發射的，命名為“海洋衛星1”。它配備了各種遙測設備，可以在各種天氣下觀察海水的特性、繪制航線、記錄魚群、測量海浪、海風等。