距离地球的高度约为36000千米，卫星的运行方向与地球自转方向相同，运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1千米/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。在地球同步轨道上布设3颗通信卫星，即可实现除两极外的全球通信。

世界上第一颗地球同步卫星是1964年8月19日美国发射的“辛康”（Syncom）3号。中国于1984年4月8日、1986年2月1日和1988年3月7日分别发射3颗用于通信广播的地球同步卫星。

地球同步卫星分为同步轨道静止卫星、倾斜轨道同步卫星和极地轨道同步卫星。

当同步轨道卫星轨道面的倾角为0°时，即卫星在地球赤道上空运行时，运行方向与地球自转方向相同，运行周期又与地球同步，人们从地球上仰望卫星，仿佛悬挂在太空静止不动。所以，把倾角0°的同步轨道称作静止轨道，在静止轨道上运行的卫星称作静止卫星。

静止卫星上的天线所辐射的电波，对地球的覆盖区域基本是稳定的，在这个覆盖区内，任何地球站之间可以实现23小时56分4秒不间断通信。因此，同步轨道静止卫星主要用于陆地固定通信，如电话通信和电视节目的转播等，但也可用于海上移动通信。不过，静止卫星不像陆上蜂窝移动通信有那么多的基站，其卫星是一座大的基站，移动业务交换中心依然设在岸上（称为岸站），海上移动终端之间（即船舶与船舶之间）的通信，需经卫星两跳后才能实现。例如，如果甲船需同乙船联系，甲船需将信号发至卫星，经卫星一跳到达岸站上的移动业务交换中心，然后岸站又将信号发至卫星，再经卫星一跳到达乙船。

倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的，但每天可以经过特定的地区，因此，通常用于科研、气象或军事情报的搜集，以及两极地区和高纬度地区的通信。

地球同步卫星的数据特点：①周期、角速度一定，与地球自转周期（23时56分4秒）、角速度相同；②轨道平面在赤道平面上；③距离地心的距离h一定，为4.225×10⁴千米；距离地面的高度为3.6×10⁴千米；④环绕速度v一定，为3.08千米∕秒，环绕方向与地球自转方向相同；⑤向心加速度a大小一定，为0.23米∕秒²。

地球同步卫星用途广泛，常用于通信、气象、广播电视、导弹预警和数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。在遥感应用中，除了气象卫星外，一个突出的应用就是通过地球同步轨道上的4颗跟踪和数据中继卫星系统，高速率地传送中低轨道地球观测卫星或航天飞机所获取的地球资源与环境遥感数据。