Os satélites meteorológicos observam a atmosfera com diferentes canais espectrais. O canal visível (cerca de 0,5–0,9 µm) deteta luz solar refletida e é usado para mapeamento diurno de nuvens e superfície; áreas claras indicam nuvens espessas ou alto albedo, áreas escuras água ou vegetação. O canal infravermelho (cerca de 10,5–12,5 µm) mede radiação térmica emitida e funciona dia e noite; temperaturas no topo das nuvens são mostradas (claro = nuvens altas frias, escuro = superfície quente) (EUMETSAT; CIRA/CSU).

O canal de vapor de água (cerca de 5,7–7,1 µm) deteta vapor de água na alta troposfera. Valores claros indicam nuvens ou camadas húmidas, tons de cinza humidade variável e valores escuros ar seco. Este canal é uma medida de absorção: radiação de baixo é absorvida pelo vapor de água, que depois emite. Imagens de vapor de água ajudam a identificar jatos, sistemas frontais e estrutura de humidade (EUMETSAT; EUMeTrain).

Satélites operacionais como a Segunda Geração Meteosat (MSG) da EUMETSAT transportam instrumentos com vários canais; combinações são usadas para produtos RGB (ex. massa de ar) que ajudam previsores a analisar o tempo sinótico. Serviços meteorológicos nacionais e agências como NOAA e EUMETSAT fornecem imagens e produtos derivados; os dados acima podem vir de tais fontes (ex. KNMI). A OMM coordena os sistemas globais de observação por satélite.