从六十年代初第一颗气象卫星成功发射至今四十多年内，卫星探测在天气分析预报和大气研究等领域发挥了重大的作用，取得了明显的效果，主要为以下几方面。
（1）增加了气象资料的内容和范围“
气象卫星观测体系的建立，大大地丰富了气象观测的内容和范围，使大气探测技术和气象观测进入了一个新的阶段，突破了人类只能在大气底层观测大气变化的局限性。一些难以观测的资料和地区，现在都能从气象卫星上得到实现。
（2）青藏高原天气分析预报的重要依据
由于青藏高原地广站稀，气象资料十分缺乏，卫星资料之后，大大改善了青藏高原地区的天气分析和预报，揭露了一些天气系统、解释了一些以前无法说明的天气现象。如冷，暖锋等天气系统、夏季季风云系、孟加拉湾风暴等也影响青藏高原上的天气。
（3）监视暴雨和强雷暴天气
暴雨和强雷暴危害性大，尺度小，生命短，用常规观测资料很难抓住它，静止气象卫星观测范围大、观测时间间隔短、辨率高，是及早发现和连续监视这种危险天气的有效工具。
（4）监视海洋上的天气系统
在热带海洋地区，资料稀少，所以用常规气象资料不容易追踪洋面天气系统的发生发展和移动。卫星云图是监视洋面上天气系统，特别是台风活动的重要工具。
（5）加深了对天气系统的理解
卫星观测得到海洋、高原和沙漠等地区的气象资料，大大地改进了这些地区的天气分析，加深了对天气系统的理解。如青藏高原的作用、天气系统的及早发现和预报等。
（6）改进了长期天气预报
卫星能提供南北半球的环流和中低纬环流间相互作用的有关资料。作用在几天或几个星期后影响中纬度地区，应用这些资料可以帮助制作长期天气预报。如海面温度、地表和洋面上的冰雪覆盖资料、地球—大气和宇宙间的辐射能交换资料，可以研究海气交换、整个地球的气候变迁等。
（7）为海上活动提供有用的资料
海洋上的冰，水状态对全球天气有重要的影响，海温、海冰、海面状态等。避开不利的天气和海上巨浪，由海冰分布图，寻找水路的最佳航线，绕过危险的巨大冰山，节省时间和花费改进海上航运业务。发现海洋污染，对海洋实现环境监视，研究海岸、河口的形态及泥沙、保护海岸和海域。提供海洋信息、反映鱼类生态帮助海洋捕捞。
（8）提供农业气象资料
提供日照、降水，温度和一些重要天气现象等资料，进行农业区划，指导农业生产，作好产量预报。
（9）在军事气象方面的应用
用于军事保障工作。如空军靶场，着陆场预报、远程轰炸机航线天气预报、危险天气警报、特种军事勤务保障、弹道导弹系统的计算、气象参数对通信和雷达系统的影响计算等。军用气象卫星，建立军事卫星观测体系，现代化国防，空间科学和尖端武器的发展，在战时，获取敌区的气象资料。
（10）收集和转发各种气象资料
空间观测平台，资料收集和转发平台，可以收集船舶、气球、漂浮站及自动气象站资料，并传送给资料处理中心，然后通过卫星向世界各地播发。气象卫星还可兼作通讯之用。
（11）空间环境监测
进行空间环境监测，由其测量的太阳质子，粒子、电子等资料，为研究外空提供了一些物理参数。
目前气象卫星可以提供如下几种资料：
①每日昼夜的可见光、红外等各种云图；
②云顶温度、云顶高度、云量和云的相态等；
③吹沙、浮尘、冰雪覆盖等陆地表面状况；
④海面温度、海冰、洋流等海洋表面状况；
⑤全球一定时间间隔（如6小时）的垂直温度廓线；
⑥全球大气中水汽总量及各个高度的湿度、降水区和降水量分布；
⑦给定区域内高、低空风场；⑧大气中臭氧含量及其在各个高度上的分布；
⑨太阳质子、α粒子和电子通量密度、能量谱以及卫星高度上的粒子总能量；
⑩太阳入射辐射和地气系统的反射总辐射，以及地气系统的长波总辐射量。