成像侦察卫星将目标辐射或反射的图像信息经光学设备接收后记录在胶片送回地面或传输回地面，也可以将目标辐射或反射的微波信息经微波敏感器接收后实时或延时传回地面。经地面加工处理形成图像后，判读和识别获取各种军事情报。

1959年2月28日，美国发射了世界上第一颗成像侦察卫星“发现者”号卫星系列的“发现者”1号。之后，美国又发展了“锁眼”号卫星系列，已发展至11代。现役的“锁眼”12号（KH-12）卫星是空间分辨率最高的光学成像侦察卫星，搭载有可见光、红外、多光谱和超光谱传感器等成像侦察设备，分辨率最高可达0.l米。美国的雷达成像侦察卫星也已发展了两代。第一代雷达成像侦察卫星“长曲棍球”号卫星，自1988年12月至2005年4月，共发射5颗，分辨率最高达到0.3米；第二代雷达成像侦察卫星“未来成像体系-雷达”卫星，自2010年9月至2018年底，共发射4颗，分辨率估计可至0.1米。苏联于1962年4月成功发射并回收了其第一颗成像侦察卫星“天顶”号卫星系列的“天顶”2号卫星，此后又发展了多种型号的光学成像侦察卫星和雷达成像侦察卫星。欧洲、印度、日本、以色列等国家装备的光学成像侦察卫星的分辨率已优于1米，大部分也都拥有分辨率在l～3米的雷达成像侦察卫星。

①按侦察信息送回地面的方式可分为返回式卫星和传输型卫星两类。返回式卫星的侦察信息存储在胶片或磁记录器，任务后存放胶片或磁记录器的返回舱返回地面，分辨率高但时效性差。传输型卫星的侦察信息通过无线电传回地面，时效性高，是主要的信息返回方式。②按侦察用途可分为普查型和详查型两种。普查型覆盖面积大，地面分辨率不高，主要用于监视；详查型卫星的观测区域小，但地面分辨率高，一般优于1米，主要用于确定和查明具体目标详细特征。③根据遥感器工作频段，可分为光学成像侦察卫星和雷达成像侦察卫星两类。也有将两种遥感器配置在同一平台的综合成像敏感器。

通过高分辨率雷达成像卫星提高全天候侦察能力，通过更大视场敏感器和更多的小卫星星座提高时间分辨率，通过超光谱敏感器提高伪装目标识别能力，通过图像融合技术提高监视和识别能力，通过低噪声高灵敏度探测器提高辐射分辨能力。