Vremenski satelit je umjetni, elektronički satelit koji prenosi informacije o trenutnim vremenskim obrascima na tlo iz svemira. Vremenski sateliti redovito prenose razne podatke koji se koriste za predviđanje klimatskih i vremenskih promjena. Neki primjeri različitih vrsta snimljenih podataka su atmosferska temperatura, površinska temperatura, brzina vjetra, temperatura vode i visine valova. Sateliti također promatraju oblake, svjetlosne uzorke u urbanim područjima, požare, zagađenje, aurore, pješčane i prašne oluje, snježni pokrivač i oceanske struje.
Postoje dvije vrste vremenskih satelita koji nude različite vrste promatranja Zemlje. Geostacionarni satelit ostaje fiksiran na jednom mjestu iznad ekvatora. Ove vrste satelita nadziru veliko područje i fiksirane su na visini od približno 22,000 35,405 km iznad Zemljine površine. Slike snimljene geostacionarnim satelitima mogu biti velike kao cijela hemisfera. Također, ove vremenske satelitske snimke najčešće se koriste u dnevnom prijenosu vremena.
Drugi tip meteoroloških satelita je satelit u polarnoj orbiti koji je dobio ime jer kruži oko Zemlje duž svoje osi u orbiti koja drži satelit na kontinuiranoj sunčevoj svjetlosti kako bi dobio bolji datum. Orbita satelita prenosi ga i preko Sjevernog i Južnog pola svaki dan. Sateliti u polarnoj orbiti prenose mnogo detaljnija opažanja od geostacionarnih satelita jer su samo 530 milja (850 km) iznad Zemlje. Međutim, oni nadziru mnogo manje područje u određenom vremenskom razdoblju od svojih kolega.
Prvi umjetni satelit na svijetu, Sputnik I, lansirao je Sovjetski Savez u jesen 1957. Sputnik I bio je prvi umjetni objekt koji je ušao u svemir i težio je nešto više od 180 funti (83 kg). U to su vrijeme Sjedinjene Države rješavale probleme s lansiranjem i nisu uspješno lansirale satelit u svemir sve dok Vanguard-2 nije lansiran u veljači 1959., a njegov nasljednik Vanguard-3 samo šest mjeseci kasnije. Oba Vanguard vremenska satelita bila su mala i težila su samo 22 funte (nešto manje od 10 kg).
Podaci koji se prenose na Zemlju putem vremenskog satelita mogu se prenijeti na dva načina. Osnovne slike koje su snimljene vidljivim svjetlom otkrivaju prave sličnosti oluja, oblaka, jezera, šuma, smoga i požara. Međutim, neki vremenski sateliti snimaju i prenose toplinske slike. Senzori na satelitu skeniraju i proizvode infracrvene slike koje pomažu analitičarima i meteorolozima u određivanju visine oblaka, vrste oblaka i površinske temperature.