Los satélites meteorológicos también entran dentro de la categoría de los satélites de observación de la Tierra. Su cometido principal consiste en la observación de los procesos meteorológicos en la atmósfera terrestre. Estos datos del satélite permiten, junto con los datos resultantes de las mediciones realizadas en la tierra, una previsión a corto y medio plazo. Los satélites meteorológicos sirven especialmente para captar datos meteorológicos encima de los mares y de zonas deshabitadas. Además, los satélites modernos de observación también proporcionan informaciones relativas a las formaciones de nubes en los continentes y permiten predecir la evolución de las temperaturas. Los satélites meteorológicos de última generación envían imágenes actualizadas de la situación a la Tierra con un intervalo de entre cinco y treinta minutos. Estas sirven para producir la película de satélite conocida en los medios de comunicación.
Los satélites meteorológicos son posicionados en dos órbitas distintas: la órbita geoestacionaria o la órbita polar. Los “satélites del tiempo” geoestacionarios se encuentran estacionados encima de un punto fijo del Ecuador a una altura de 38.000 km y sólo cubren una determinada franja de la Tierra. Los satélites meteorológicos polares orbitan alrededor de la Tierra por encima de los polos y se desplazan a una altura de unos 800 km. Estos satélites rodean la Tierra en 100 minutos y pueden rastrear la totalidad de su superficie en doce horas.
El primer satélite meteorológico fue TIROS (Television and Infrared Observation Satellite) de Estados Unidos, lanzado en 1960. Era la primera vez que se equipaba un satélite con una cámara de televisión para la transmisión directa de las imágenes a bordo.
Desde el año 1977, también Europa ha entrado en escena con satélites meteorológicos propios. Gracias a la serie Meteosat se construyó un servicio meteorológico propio para Europa con base en el espacio. La organización que opera esos satélites es Eumetsat.
EADS y sus compañías predecesoras en Alemania y Francia tuvieron un papel decisivo en el desarrollo y la construcción de los satélites. Hasta ahora se han lanzado nueve satélites de la serie Meteosat. Meteosat 8 y 9 ya pertenecen a la nueva generación MSG (Meteosat Second Generation).
El nuevo satélite meteorológico MetOp se encuentra en la órbita terrestre desde octubre de 2006. Se trata de un satélite combinado que proporciona pronósticos meteorológicos a medio plazo al tiempo que está al servicio de la investigación del clima y la protección del medio ambiente. El satélite fue construido por encargo de la ESA y de Eumetsat en Astrium como contratista principal.