Ο μετεωρολογικός δορυφόρος είναι ένας τεχνητός, ηλεκτρονικός δορυφόρος που μεταδίδει πληροφορίες σχετικά με τις τρέχουσες καιρικές συνθήκες στο έδαφος από το διάστημα. Οι μετεωρολογικοί δορυφόροι μεταδίδουν τακτικά μια ποικιλία δεδομένων που χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη αλλαγών στο κλίμα και τον καιρό. Μερικά παραδείγματα των διαφορετικών τύπων δεδομένων που καταγράφονται είναι η ατμοσφαιρική θερμοκρασία, η θερμοκρασία επιφάνειας, η ταχύτητα του ανέμου, η θερμοκρασία του νερού και τα ύψη κυμάτων. Οι δορυφόροι παρατηρούν επίσης σύννεφα, φωτεινά μοτίβα σε αστικές περιοχές, πυρκαγιές, ρύπανση, σέλας, καταιγίδες άμμου και σκόνης, χιονοκάλυψη και ωκεάνια ρεύματα.
Υπάρχουν δύο τύποι καιρικών δορυφόρων που προσφέρουν διαφορετικούς τύπους παρατηρήσεων της Γης. Ένας γεωστατικός δορυφόρος παραμένει σταθερός σε μια θέση πάνω από τον ισημερινό. Αυτοί οι τύποι δορυφόρων παρακολουθούν μια μεγάλη περιοχή και είναι σταθεροί σε υψόμετρο περίπου 22,000 μίλια (35,405 km) πάνω από την επιφάνεια της Γης. Οι εικόνες που καταγράφονται από γεωστατικούς δορυφόρους μπορεί να είναι τόσο μεγάλες όσο ένα ολόκληρο ημισφαίριο. Επίσης, αυτές οι καιρικές δορυφορικές εικόνες χρησιμοποιούνται συχνότερα στην καθημερινή μετάδοση καιρού.
Ο δεύτερος τύπος μετεωρολογικού δορυφόρου είναι ένας δορυφόρος σε πολική τροχιά που πήρε το όνομά του επειδή περιφέρεται γύρω από τη γη κατά μήκος του άξονά της σε μια τροχιά που κρατά τον δορυφόρο σε συνεχές ηλιακό φως για καλύτερη ημερομηνία. Η τροχιά του δορυφόρου τον μεταφέρει τόσο στον Βόρειο όσο και στον Νότιο Πόλο κάθε μέρα. Οι δορυφόροι σε πολική τροχιά αναμεταδίδουν πολύ πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις από τους γεωστατικούς δορυφόρους επειδή βρίσκονται μόλις 530 μίλια (850 km) πάνω από τη Γη. Ωστόσο, παρακολουθούν μια πολύ μικρότερη περιοχή σε μια δεδομένη χρονική περίοδο από την αντίστοιχή τους.
Ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος στον κόσμο, ο Sputnik I, εκτοξεύτηκε από τη Σοβιετική Ένωση το φθινόπωρο του 1957. Ο Sputnik I ήταν το πρώτο ανθρωπογενές αντικείμενο που εισήλθε στο διάστημα και ζύγιζε λίγο περισσότερο από 180 λίβρες (83 κιλά). Εκείνη την εποχή, οι Ηνωμένες Πολιτείες προσπαθούσαν να αντιμετωπίσουν προβλήματα εκτόξευσης και δεν εκτόξευσαν με επιτυχία έναν δορυφόρο στο διάστημα μέχρι που εκτοξεύτηκε το Vanguard-2 τον Φεβρουάριο του 1959 και ο διάδοχός του Vanguard-3 μόλις έξι μήνες αργότερα. Και οι δύο μετεωρολογικοί δορυφόροι Vanguard ήταν μικροί και ζύγιζαν μόνο 22 λίβρες (λίγο κάτω από 10 κιλά).
Τα δεδομένα που αναμεταδίδονται στη Γη μέσω ενός μετεωρολογικού δορυφόρου μπορούν να μεταδοθούν με δύο τρόπους. Οι βασικές εικόνες που καταγράφονται με ορατό φως αποκαλύπτουν αληθινές ομοιότητες με καταιγίδες, σύννεφα, λίμνες, δάση, αιθαλομίχλη και πυρκαγιές. Ωστόσο, ορισμένοι μετεωρολογικοί δορυφόροι καταγράφουν και μεταδίδουν θερμικές εικόνες. Οι αισθητήρες στον δορυφόρο σαρώνουν και παράγουν υπέρυθρες εικόνες που βοηθούν τους αναλυτές και τους μετεωρολόγους να προσδιορίσουν τα ύψη των νεφών, τους τύπους νεφών και τις επιφανειακές θερμοκρασίες.