科學探測衛星，是用來進行空間物理環境探測的衛星。它攜帶着各種儀器，穿行於大氣層和外層空間，收集來自空間的各種信息，使人們對宇宙有了更深的瞭解，為人類進入太空、利用太空提供了十分寶貴的資料。世界各國最初發射的衛星多是這類衛星或是技術試驗衛星。
美國發射的第一顆衛星“探險者”號就是一顆科學探測衛星，以後“探險者”發展成一個科學衛星係列，它們主要用於探測地球大氣層和電離層；測量地球高空磁場；測量太陽輻射、太陽風；探測行星際空間等。“探險者”號衛星係列多為小型衛星，但其外形結構差別很大，由於探測的空間區域不同，它們的運行軌道有高有低、有遠有近，差別也很大。
“電子號”衛星是前蘇聯的科學衛星係列，星上裝有高、低靈敏度的磁強計、低能粒子分析器、質子檢測器、太陽x射綫計數器以及研究宇宙輻射成分的儀器等。 該係列衛星的主要任務是研究進入地球內、外輻射帶的粒子以及相關的各種空間物理現象。
中國的“實踐”係列衛星即是技術實驗衛星，又是科學探測衛星。“實踐一號”衛星裝有紅外地平儀、太陽角計等探測儀器，取得了許多環境數據。“實踐二號”和二號甲、二號乙是用一枚火箭同時發射的三顆衛星。其中“實踐二號”外形為八面棱柱體，任務是探測空間環境，試驗太陽電池陣對日定嚮姿態控製和大容量數據存貯等新技術。
天文衛星也是一種科學衛星，它專門對各種天體和其他空間物質進行科學觀測。天文衛星在離地面幾百公裏或更高的軌道上運行，由於沒有大氣層的阻擋，星上儀器可以接收來自其它天體的各波段電磁波輻射，能夠更好地觀測宇宙空間。
天文衛星的軌道多數為圓形或近圓形、高度為幾百公裏，但一般不低於四百公裏。這是因為太陽係以外的天體離地球極遠，再增加軌道高度也不能縮短相互間的距離，改善觀測能力；而軌道太低時，大氣密度增加，衛星也難以長時期運行。 |