Οι μετεωρολογικοί δορυφόροι παρατηρούν την ατμόσφαιρα με διαφορετικά φασματικά κανάλια. Το ορατό κανάλι (περίπου 0,5–0,9 µm) ανιχνεύει ανακλώμενο ηλιακό φως και χρησιμοποιείται για χαρτογράφηση νεφών και επιφάνειας την ημέρα· οι φωτεινές περιοχές υποδεικνύουν πυκνά νέφη ή υψηλή αλβέδο, οι σκοτεινές νερό ή βλάστηση. Το κανάλι υπερύθρων (περίπου 10,5–12,5 µm) μετρά την εκπεμπόμενη θερμική ακτινοβολία και λειτουργεί μέρα και νύχτα· εμφανίζονται θερμοκρασίες κορυφής νεφών (φωτεινό = ψυχρά ψηλά νέφη, σκοτεινό = ζεστή επιφάνεια) (EUMETSAT· CIRA/CSU).

Το κανάλι υδρατμών (περίπου 5,7–7,1 µm) ανιχνεύει υδρατμούς στην άνω τροπόσφαιρα. Φωτεινές τιμές υποδεικνύουν νέφη ή υγρές στρώσεις, γκρι αποχρώσεις μεταβλητή υγρασία και σκοτεινές τιμές ξηρό αέρα. Αυτό το κανάλι είναι μέτρηση απορρόφησης: η ακτινοβολία από κάτω απορροφάται από τους υδρατμούς, που στη συνέχεια ακτινοβολούν. Οι εικόνες υδρατμών βοηθούν στον εντοπισμό τζετ ρευμάτων, μετωπικών συστημάτων και δομής υγρασίας (EUMETSAT· EUMeTrain).

Λειτουργικοί δορυφόροι όπως η Meteosat Second Generation (MSG) της EUMETSAT μεταφέρουν όργανα με πολλαπλά κανάλια· συνδυασμοί χρησιμοποιούνται για προϊόντα RGB (π.χ. αεριομάζα) που βοηθούν τους προγνωστές να αναλύσουν τη συνοπτική καιρό. Εθνικές μετεωρολογικές υπηρεσίες και οργανισμοί όπως η NOAA και η EUMETSAT παρέχουν εικόνες και παράγωγα προϊόντα· τα παραπάνω δεδομένα μπορεί να προέρχονται από τέτοιες πηγές (π.χ. KNMI). Η ΠΟΚ συντονίζει παγκόσμια συστήματα δορυφορικής παρατήρησης.