航天遥感的平台是航天器，航天器分为载人航天器（包括飞船和空间站等）和无人航天器，无人航天器又分为人造地球飞行器（卫星）和空间探测器。1957年10月4日，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星，标志着人类航天遥感的开始，自此之后获得了飞速的发展与进步。

航天遥感的基础主要是以电磁波为媒介，得以实现无接触探测。电磁波与物体相互作用，使其载有物体的有关信息；航天器上对电磁波敏感的遥感器接收载有信息的电磁波，得到含有信息的遥感数据；再经过处理，反演和解译出物体所含的信息。航天遥感系统主要由用于获取遥感数据的遥感器，装载遥感器并保障其正常工作的航天器平台，以及对遥感数据进行接收、处理、完成信息提取和生成遥感信息产品的设施共同组成。

航天遥感有不同的分类方法。按工作方式可分为被动遥感和主动遥感。被动遥感自身不发射电磁波，接收自然界电磁辐射（如太阳光）与物体作用后的电磁波；主动遥感具有主动发射电磁波的功能，用于照射物体，遥感器再接收与物体相互作用后返回的电磁波。按探测谱段可分为光学遥感和微波遥感。光学遥感又可分为紫外、可见光、红外遥感等；微波遥感按谱段可划分为米波、分米波、厘米波、毫米波等。按数据表现形式可分为成像遥感和非成像遥感。遥感数据表现为图像形式的称为成像遥感；数据表现为非图像形式的称为非成像遥感。

按照观测对象和任务的不同，航天遥感可以分为对地观测、空间环境观测和天文观测三大类。对地观测是指对地球的观测，包括对地球大气圈、水圈、岩石圈和生态圈的观测，也可以概括为对大气、海洋和陆地的观测等，民用涉及资源环境和灾害监测等，军事应用涉及目标侦察、预警和战场环境监视等。空间环境观测是指对地球稠密大气层之外的地球空间环境、深空环境及太阳系以外的宇宙空间环境的观测。观测要素主要包括地球辐射带、宇宙射线、磁层、电离层等。天文观测是对宇宙天体和其他空间物质的观测，在距离地面数百千米或更高的轨道上观测，可以不受地球大气层的影响，直接接收宇宙天体辐射的电磁波，包括可见光、红外、紫外、X射线、γ射线等的电磁波。

因为航天器轨道高、飞行速度快，不受国界和地理条件的限制，可以充分发挥高度优势，观测范围可以达数十千米甚至上千千米，可以在短时间内获得大面积的数据，探测到地面和航空遥感所不能涉及的地方，在资源调查、测绘、天气与海况预报、防灾减灾和军事侦察领域具有重要作用。

航天遥感是一门新兴的年轻的科学和技术，高分辨率的精细化观测已经成为主流发展方向之一。光学遥感正在向更高空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率等方向发展；微波遥感正在向更高频段、多频带多极化、更多探测功能、高时空分辨率、高测量精度等方向发展。航天遥感可以用于人们生活的方方面面，随着航天遥感系统性能以及综合应用能力的不断提升，与移动互联网、物联网等新一代信息技术融合，航天遥感服务产业将进入一个新时代。