主要用于海洋水色、海面温度、海冰、海流和海平面高度等观测，为海洋和海洋生物资源开发利用、海洋环境监测、海洋科学研究等领域服务而设计发射的地球观测卫星。海洋卫星是在气象卫星和陆地资源卫星的基础上发展起来的，属于高分卫星。利用海洋卫星可以经济、方便地对大面积海域实现实时、同步、连续的监测。海洋卫星是海洋环境监测的重要手段。

美国是世界上首个发展海洋卫星遥感技术的国家，在1978年发射了世界上第一颗海洋卫星SEASAT-A。1991年，欧洲空间局发射ERS-1卫星，星上装有微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等遥感器。1992年，美国和法国联合发射TOPEX/POSEIDON卫星。星上载有一台美国NASA的TOPEX双频高度计和一台法国CNES的POSEIDON高度计，用于探测大洋环流、海况、极地海冰，研究这些因素对全球气候变化的影响。1997年8月1日，美国国家航空航天局发射了世界上第一颗专用海洋水色卫星SEASTAR。2002年5月和2007年4月，中国海洋水色卫星海洋一号A和海洋一号B分别成功发射；2011年8月，中国海洋动力环境卫星（海洋二号）成功发射；2016年8月，中国以海洋应用为主的高分三号卫星成功发射。从太空监测海洋已成为世界各国探索海洋的重要方式。

与陆地卫星和气象卫星相比，海洋卫星具有以下特点：①海洋水色卫星遥感器的信噪比和灵敏度比陆地卫星高数倍。海洋卫星上的中分辨率成像光谱仪观测海洋水色的通道信噪比为880，而最新的陆地卫星8号（LANDSAT-8）的业务型陆地成像仪信噪比为130。②海洋卫星需要细分波段，波段多而狭窄。海洋卫星上的中分辨率成像光谱仪波段宽度为10～15纳米，而业务型陆地成像仪的波段宽度为20～200纳米。③海洋卫星有效载荷类型多，各有效载荷需电磁隔离。综合观测型海洋卫星一般携带光学成像类仪器、微波主动散射计、被动辐射计、雷达高度计或合成孔径雷达，对整星的电磁兼容性要求高。④海洋测高卫星轨道定位精度要求高。⑤海洋卫星时间分辨率无法满足需求。观测海洋要求全天候、全天时探测，海面风场、浪场、潮汐、风暴潮、溢油、漂浮海冰等，低轨道海洋卫星还难以满足这些观测要求。未来静止轨道海洋卫星将解决这一问题，但静止轨道海洋微波遥感器研制难度较大。⑥合成孔径雷达在海洋观测中的应用逐渐成熟。

海洋卫星按用途可分为海洋水色卫星、海洋地形卫星和海洋动力环境卫星。①海洋水色卫星。主要用于探测海洋水色要素，如叶绿素浓度、悬浮泥沙含量和有色可溶有机物等，此外也可获得浅海水下地形、海冰、海水污染以及海流等有价值的信息。美国于1997年8月发射的SEASTAR卫星是一例。②海洋地形卫星。主要用于获得海面风场、海面高度场、浪场、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等海洋动力环境参数。美法合作于1992年8月发射的TOPEX/POSEIDON卫星和GFO卫星是较精确的海洋地形探测卫星。③海洋动力环境卫星。主要用于探测海洋动力环境要素，如海面风场、浪场、流场和海冰等，此外，还可获得海洋污染、浅水水下地形和海平面高度信息等。欧洲空间局于1991年7月和1995年4月相继发射的ERS-1和ERS-2是这类卫星中最具代表性的。此外，除了海洋卫星以外，还有不少海洋探测器搭载的卫星，但功能主要是海洋水色、海表拓扑和海洋动力环境等方面。

海洋对全球气候和环境的影响越来越受到重视，对世界各国经济、军事的影响越来越密切，世界各国对海洋卫星的投入不断加大，卫星平台、载荷技术、地面设备以及数据处理技术不断进步，海洋遥感卫星观测的精度与时空分辨力不断提高。

海洋卫星有三大发展趋势：①提高观测精度与时空分辨率。卫星的观测精度与时空分辨率是衡量卫星观测与应用能力的重要指标。日益增长的海洋研究水平和海洋应用能力对海洋卫星观测精度与时空分辨率提出了更高的要求，而遥感技术的进步则不断提高着上述指标以满足应用需要，这一直是海洋卫星的发展方向。②定量遥感。定量化应用是海洋卫星数据应用的特点。由海洋卫星数据生产的叶绿素、悬浮泥沙、海温、海面高度、海面风场和海浪场等遥感产品，都属于定量化反演应用的范畴。可靠完善的定标技术和检验手段是确保高质量海洋卫星数据产品的关键。为此，在国际上海洋卫星都建有定标与真实性检验场，专门用于海洋遥感载荷的定标和数据产品的真实性检验，如用于雷达高度计绝对定标的定标场就有美国的HARVEST石油平台、法国南部的科西嘉岛和希腊的加夫多斯岛３个专用定标场。同时，遥感载荷的星上定标单元日益完善、外定标技术日趋成熟，定标精度不断提高。③发展新型海洋遥感载荷。世界各国都在积极发展海洋遥感载荷技术，使得海洋卫星可观测要素不断增加，测量精度不断提高，拓展卫星应用领域，有力推动卫星应用水平。