Για πολλούς αιώνες, ο μόνος τρόπος για να αποκτήσει κανείς καλή θέα μιας εκτεταμένης περιοχής ήταν να ανέβει σε υψηλότερο σημείο. Στη συνέχεια, η εφεύρεση των αερόστατων και των αεροσκαφών διευκόλυνε σημαντικά την παρατήρηση της Γης.
Κατά τη διάρκεια της διαστημικής εποχής, οι δορυφόροι χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για την παρατήρηση κάθε πτυχής του πλανήτη μας.
Επειδή παρατηρούν τη Γη από μεγάλη απόσταση, συχνά αποκαλούνται δορυφόροι “τηλεπισκόπησης”.
Οι πιο λεπτομερείς εικόνες της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας της Γης μεταδίδονται από δορυφόρους σε χαμηλές τροχιές, οι οποίοι περνούν πάνω από τον Βόρειο και τον Νότιο Πόλο.
Καθώς η Γη περιστρέφεται κάτω από αυτούς, οι δορυφόροι αυτοί μπορούν να καταγράφουν εικόνες ολόκληρου του πλανήτη – λωρίδα προς λωρίδα – κάθε λίγες ημέρες.

Οι δορυφόροι σε πολικές τροχιές μελετούν την κάλυψη από πάγο και χιόνι, τη χρήση γης, τη ρύπανση του αέρα και του νερού, καθώς και τις τοπικές καιρικές συνθήκες. Οι δορυφόροι πολικής τροχιάς της ESA είναι ο Ευρωπαϊκός Δορυφόρος Τηλεπισκόπησης (ERS-2) και ο περιβαλλοντικός δορυφόρος Envisat.
Άλλα διαστημικά σκάφη παρατηρούν συνεχώς το ίδιο τμήμα της Γης, καθώς βρίσκονται σε τροχιά 36.000 χλμ. πάνω από τον ισημερινό. Αυτό τους προσφέρει μια ευρύτερη εικόνα, αλλά σημαίνει ότι δεν μπορούν να δουν τη Γη με τόση λεπτομέρεια.
Η Ευρώπη έχει εκτοξεύσει μέχρι στιγμής οκτώ μετεωρολογικούς δορυφόρους, γνωστούς ως Meteosat, σε αυτόν τον τύπο “γεωστατικής” τροχιάς.