1972年，美国NASA发射了世界上第一颗民用对地观测卫星ERTS-1（后改名为LANDSAT），该卫星及随后的一系列LANDSAT卫星通过遍布世界各地的各国地面接收站网络进行数据接收和处理，成为有广泛影响力的对地观测卫星系列。中国遥感卫星地面站于1986年建成，并开始接收美国LANDSAT系列卫星。中国1988年第一颗气象卫星FY-1A发射，1999年第一颗陆地资源卫星CBERS-01发射，2002年第一颗海洋卫星HY-1A发射，2008年第一个环境卫星星座HJ-1A及HJ-1B发射，2015年第一颗空间科学卫星暗物质粒子探测卫星“悟空”发射，这些卫星都需要相应的地面接收站来进行数据的接收。中国科学院中国遥感卫星地面站负责接收中国的陆地观测卫星，包括资源卫星、环境减灾卫星、测绘卫星、高分专项卫星及空间科学卫星，气象卫星及海洋卫星分别由国家卫星气象应用中心及国家卫星海洋应用中心的地面接收站负责接收。

遥感卫星通过主动或被动方式探测目标后，为实现空间远距离高速海量数据可靠传输，需要将有效数据进行压缩、加密、格式化、加扰及信源信道编码等处理，还需要将基带数据进行调制并上变频到射频电信号，再转换为电磁波后通过卫星天线向地面接收站进行辐射。地面接收站首先通过接收天线稳定跟踪卫星，将接收到的电磁波转换为射频电信号，经过下变频及解调后，再进行信源信道译码、解扰、解格式、解密、解压缩等处理，恢复出卫星观测的原始数据，随后根据辅助数据及定标数据进行数据分景和编目，几何校正及辐射校正，形成标准数据产品并存档，再根据遥感用户的需求进行增值产品处理。

地面接收站按照功能可由五个主要系统组成：①运行管理系统。安排接收资源、网络资源、计算资源，完成卫星数据接收、处理、存档业务的自动化调度及运行状态监控监视。②数据接收系统。通过地面接收天线完成遥感卫星跟踪、数据接收、数据记录及数据传输。③数据处理系统。完成遥感卫星数据预处理、标准产品处理及增值产品处理。④数据存档系统。长期保存并管理遥感卫星原始数据、辐射定标数据、标准产品数据、专题产品数据、编目信息及其他辅助数据等。⑤数据分发系统。面向遥感用户及公众发布遥感数据目录及产品，提供检索、预览、产品定制、数据下载等多种服务。

地面接收站具有一定的接收覆盖范围。在这个范围内，遥感卫星和地面接收站天线满足一定的空间关系，能够建立数据传输链路并实现数据接收。接收覆盖范围和接收站的位置、遥感卫星的轨道高度、接收天线可靠接收的起始仰角等有关。为了能够增加星地传输链路的连接时间，可以通过在不同的地理位置建立多个地面接收站来扩大接收覆盖范围。有多颗卫星接收任务情况下，接收站一般需要配备多个接收天线，以应对卫星同时过境时的天线资源冲突。 

地面接收站与遥感卫星无线链路通常使用微波波段进行信号传输，常用波段（见表）采用IEEE 521-2002波段划分方法。一般使用S波段进行遥感卫星遥测遥控，使用X，Ka波段进行数据传输。