卫星一般运行在太阳同步轨道和地球同步轨道上，由此可以实施对全球海表特性及其变化的监测。

海表参数卫星遥感起步于20世纪70年代。1973年，美国国家航空航天局发射的天空实验室Skylab搭载的实验雷达高度计首次实现了海表面高度的遥感探测。随后，在1978年美国发射的海洋卫星Seasat-A搭载的微波辐射计和雨云气象卫星Nimbus分别首次实现了海表面温度和海面叶绿素浓度的探测。此后，美国、日本、苏联等国发射了10多颗海洋遥感探测卫星，形成了多个海洋卫星观测计划，并逐渐形成了海洋环境、海洋动力环境和海洋水色等多种类型的专业海表参数遥感卫星。中国起步较晚，2002年3月发射的“神舟三号”和2004年“神州四号”飞船，分别搭载了中分辨率成像光谱仪和微波高度计、散射计、辐射计，实现了中国海表参数卫星遥感的突破，随后分别于2002年5月、2011年8月发射了中国自主研发的HY-1A水色卫星和HY-2A海洋动力环境卫星，实现了中国海洋水色卫星、海洋动力环境卫星零的突破，并具备了对海面温度、海面风场等海表参数的全球探测能力。

利用遥感仪器接收来自海面的可见光、海洋的红外和微波热辐射以及海面对星载微波雷达波的散射辐射，依据电磁波与海洋及其表面的相互作用关系反演提取海表参数。海表参数主要包括海洋水色参数与海洋动力环境参数。

海洋水色参数包括叶绿素浓度、浮游植物、溶解有机物和悬浮颗粒等，直接影响海水颜色与光学特性。卫星遥感就是利用遥感仪器接收的从可见光到近红外波段的水面发射的辐射光谱，进行相关的数据处理，从而获得水体中影响光学性质的组分的浓度。

海洋动力参数包括海面温度、盐度、中尺度涡、海洋锋面、海流、海面风场、海面高度、海浪等。由于海面上的风的作用而产生的毛细波和重力波、破碎的波浪、泡沫等，会改变海表状态，从而影响海面发射和反射辐射。利用红外热辐射的遥感可测量海面温度、海流、中尺度涡、海面锋面等动力学特征。利用微波波段的热辐射遥感可以测量海面温度和海面风速。有风浪的海面对雷达波的散射是各种微波雷达探测海面的物理基础。雷达高度计利用来自天底方向的回波脉冲的到达时间、脉冲前沿的形状以及回波强度分别测量海面高度、有效波高以及海面风速。雷达散射计利用来自不同方位多个波束的回波强度及其差异反演海面风速大小和方向。合成孔径雷达利用天线孔径合成原理来提高方位方向的空间分辨率，以获得海面的二维图像，由图像的傅氏变换可得到海浪的主波方向和波长。由于对雷达后向散射有贡献的海面毛细波受到涌浪、海流、海洋内波、海底地形等因素的调制，雷达图像会出现明暗条纹，它们反映了有关调制过程的信息。此外，合成孔径雷达图像还可用于监测海面污染和溢油、浒苔，识别不同类型的海冰和监视冰山。

海表参数遥感具有高时空分辨率和大刈幅探测的优势。海表面高度的遥感探测，在海浪、潮汐、中尺度涡、环流、海平面变化、重力异常和大地水准面方面得到了广泛的应用，海表温度、海表风场、海面盐度遥感探测更是开展全球气候变化研究、全球海洋环境数值预报的重要手段，海表水色参数的遥感为全球海洋初级生产力、海洋动力和生态过程研究提供了支撑。同时，海表参数遥感还广泛应用于台风、溢油、赤潮、海冰等海洋灾害监测。

未来，海表参数遥感将逐步向高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率、高信噪比和高稳定性方向发展，其海表参数遥感产品可以直接为海洋防灾减灾、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究及国防建设提供支撑服务。