På baggrund af mere end 30 års erfaring med at sende jordobservationssatellitter i kredsløb udvikler ESA fem nye typer rumfartøjer, der går under navnet Sentinel. Hver Sentinel-mission består af to identiske satellitter for at sikre maksimal dækning af Jorden.
Disse »øjne i himlen« vil sende enorme mængder data tilbage om Jordens overflade og atmosfære. Disse oplysninger vil blive anvendt til at dække Copernicus-programmets operationelle behov.
Sentinel-1 er en radarbaseret billedoptagelsesmission, der fungerer i al slags vejr og døgnet rundt. Blandt missionens mange opgaver er overvågning af havisen i Arktis, kontrol af havforurening (f.eks. olieudslip), kortlægning af landbevægelser, undersøgelse af skove, vand og jord samt støtte til katastrofehjælp. Den polært kredsende Sentinel-1A-satellit blev opsendt den 3. april 2014. Dens tvilling, Sentinel-1B, blev opsendt to år senere, den 25. april 2016.

Sentinel-2 er endnu et par satellitter i polær bane. De vil levere detaljerede optiske billeder af vegetation, jord- og vandoverflader samt kystområder. Sentinel-2A blev opsendt den 23. juni 2015. Sentinel-2B blev opsendt den 7. marts 2017.

Sentinel-3’s forskellige instrumenter vil måle havoverfladens højde, temperaturen på land og havoverfladen samt havets farve (som skyldes små levende organismer). Sentinel-3A blev med succes opsendt den 16. februar 2016, mens opsendelsen af Sentinel-3B er planlagt til 2017.
Både Sentinel-4 og Sentinel-5 skal overvåge luftkvaliteten, ozonlaget, solstrålingen og klimaforandringerne. Sentinel-4 vil bestå af flere instrumenter ombord på to Meteosat Third Generation-vejrsatellitter i kredsløb over ækvator.

Sentinel-5-instrumenterne vil blive monteret på en MetOp Second Generation (MSG)-satellit i polær bane, der flyver i en langt lavere højde end Sentinel-4.