Un satélite meteorológico es un tipo de satélite artificial que se utiliza principalmente para supervisar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra. Los satélites pueden seguir una órbita polar, cubriendo la Tierra entera asincrónicamente, o geoestacionaria, permaneciendo sobre un mismo punto en el ecuador del planeta.

Los satélites meteorológicos pueden captar más fenómenos que tan solo las nubes; pueden recoger información sobre el medio ambiente como las luces de las ciudades, incendios, la contaminación, auroras, tormentas de arena y polvo, corrientes del océano, etcétera. Las imágenes obtenidas por los satélites meteorológicos han ayudado a observar la nube de cenizas del Monte Saint Helens y la actividad de otros volcanes como el Monte Etna. El humo de los incendios del oeste de Estados Unidos como Colorado y Utah también han sido monitorizados.

Otros satélites pueden detectar cambios en la vegetación de la Tierra, el estado del mar, el color del océano y las zonas nevadas. En 2002, el derrame de petróleo del Prestige en el noroeste de España fue recogido por el satélite europeo ENVISAT que, aunque no es un satélite meteorológico, dispone de un equipo (ASAR) que puede ver los cambios en la superficie del mar.

El fenómeno de El Niño y sus efectos también son registrados diariamente en imágenes de satélite. El agujero de ozono de la Antártida es dibujado a partir de los datos obtenidos por los satélites meteorológicos. De forma agrupada, los satélites meteorológicos de China, Estados Unidos, Europa, India, Japón y Rusia proporcionan una observación casi continua del estado global de la atmósfera.