按照運行軌道的不同，氣象遙感衛星分為兩大類，即：極軌氣象遙感衛星（也稱太陽同步軌道氣象衛星）和地球靜止軌道氣象遙感衛星（也稱地球同步軌道氣象衛星）。極軌氣象遙感衛星，距地面高度600～1500千米，圍繞南北極跨越赤道飛行，飛行一圈約100分鐘，一晝夜可以兩次經過同一地區上空，衛星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的交角，并且可以保證衛星總是在相同的地方時經過觀測地點，從而使地球上的云和地物有相同的光照條件。地球靜止軌道氣象衛星，運行高度約36000千米，其軌道平面與赤道平面基本重合，與地球保持同步運行，相對地球是靜止不動的，從地球上看，衛星靜止在赤道某個經度的上空，可以對地球近五分之一的地區連續進行氣象觀測，實時將資料送回地面，用四顆衛星均勻地布置在赤道上空，就能對全球中、低緯度地區氣象狀況進行連續監測。極軌氣象遙感衛星和地球靜止軌道氣象遙感衛星如果同時在天上工作，可以優勢互補，提供更有效的氣象服務。國際氣象衛星協調組織稱它們為骨干氣象衛星。我國是世界上少數幾個同時擁有極軌和靜止軌道系列氣象衛星的國家之一，極軌系列氣象衛星以風云一號、三號、五號……奇數排序，地球靜止軌道系列氣象衛星以風云二號、四號、六號……偶數排序。
按照是否有軍事用途，氣象遙感衛星可以分為軍事氣象遙感衛星和民用氣象遙感衛星。按照觀測目的不同，氣象遙感衛星也可以分為綜合觀測衛星和專用觀測衛星。
北極格陵蘭島冰蓋消融圖
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南極臭氧洞
我國幅員遼闊，位于多種氣候帶，為全球自然災害頻發區域。暴雨、洪澇、臺風、干旱、高溫、龍卷風、冰雪凍害、大霧、雷電災害等，對我國工農業生產影響巨大，對人民生命財產安全形成不同程度的威脅。氣象衛星能夠載有多種儀器、實現多種項目的觀測、生成多種觀測產品、提供多種應用服務。隨著氣象衛星的穩定運行與數據的廣泛共享，衛星應用領域與水平也有了快速的拓展與提高，逐步從定性應用向定量應用發展，在臺風、洪澇、干旱等多種災害監測中發揮了重要作用，應用領域由氣象逐步拓展到減災、農業、林業等多個方面。氣象衛星在我國民用遙感衛星中效益發揮非常好、應用范圍非常廣，其應用領域主要包括：①氣象衛星在天氣氣候領域的應用。氣象衛星為臺風、暴雨、冰雹、暴雪、沙塵暴、龍卷風等災害性天氣的監測提供了更有力的手段，為短期氣候預測提供了更多有用的參數，如海表水溫、雪蓋、植被指數等，為改善天氣預報和短期氣候預測作出了貢獻。②氣象衛星資料在環境和自然災害監測中的應用。我國是環境和自然災害種類較多、發生頻繁的國家之一，氣象衛星在洪澇、森林草原火情、沙塵暴、雪災和海冰等監測中發揮了重要作用。③氣象衛星在農業方面的應用。氣象衛星遙感植被信息與地面觀測資料的綜合，還可以用于農作物估產，利用氣象衛星資料，可獲得全國范圍的干旱分布圖，有效地反映中國北方大范圍干旱及對農作物生長的影響。④氣象衛星在全球生態氣候領域的應用。北極海冰變化對全球氣候變化有著重要的指示意義，從我國研制的風云三號衛星獲取的北極地區2008年夏季資料分析，格陵蘭島東北角以南、丹麥港以北的大塊冰體在一個月的時間內迅速融化，為研究全球氣候變化對北極地區的影響提供了依據。通過對南極臭氧洞形成、發展與消亡全過程的監測，為世界氣候變遷方面的研究作出了重大貢獻。⑤氣象衛星在軍事方面的應用。氣象衛星的應用在軍事領域具有十分重要的戰略地位，在海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中，氣象衛星的軍事應用都比較突出。
