Yli 30 vuoden kokemuksen perusteella maapallon havainnointisatelliittien lentämisestä ESA kehittää viittä uutta avaruusalustyyppiä, joita kutsutaan Sentinel-satelliiteiksi. Jokainen Sentinel-missio koostuu kahdesta identtisestä satelliitista, jotta maapallon kattavuus olisi mahdollisimman laaja.
Nämä taivaalla sijaitsevat havainnointilaitteet lähettävät valtavia määriä tietoa maapallon pinnasta ja ilmakehästä. Tätä tietoa hyödynnetään Copernicus-ohjelman operatiivisiin tarpeisiin.
Sentinel-1 on kaikkien sääolosuhteiden ja vuorokaudenajan olosuhteiden mukainen tutkakuvausohjelma. Sen moniin tehtäviin kuuluvat arktisen merijään seuranta, meren pilaantumisen (kuten öljyvuotojen) tarkkailu, maaperän liikkeiden kartoitus, metsien, veden ja maaperän tutkiminen sekä katastrofiapu. Polaarikiertoradalla liikkuva Sentinel-1A-satelliitti laukaistiin 3. huhtikuuta 2014. Sen kaksoissatelliitti, Sentinel-1B, laukaistiin kaksi vuotta myöhemmin, 25. huhtikuuta 2016.
Sentinel-2 on toinen polaarikiertoradalla liikkuva satelliittipari. Ne tuottavat yksityiskohtaisia optisia kuvia kasvillisuudesta, maaperästä ja vesipeitteestä sekä rannikkoalueista. Sentinel-2A laukaistiin 23. kesäkuuta 2015. Sentinel-2B laukaistiin 7. maaliskuuta 2017.
Sentinel-3:n useat mittauslaitteet mittaavat merenpinnan korkeutta, maa- ja merenpinnan lämpötilaa sekä meren väriä (joka johtuu pienistä eliöistä). Sentinel-3A laukaistiin onnistuneesti 16. helmikuuta 2016, ja Sentinel-3B:n laukaisu on suunniteltu vuodelle 2017.
Sekä Sentinel-4 että Sentinel-5 seuraavat ilmanlaatua, otsonikerrosta, auringon säteilyä ja ilmastonmuutosta. Sentinel-4 koostuu useista mittalaitteista, jotka on asennettu kahteen Meteosat Third Generation -sääsatelliittiin, jotka kiertävät maata päiväntasaajan yläpuolella.
Sentinel-5-mittalaitteet asennetaan polaarikiertoradalla liikkuvaan MetOp Second Generation (MSG) -satelliittiin, joka lentää huomattavasti matalammalla korkeudella kuin Sentinel-4.
