Los satélites meteorológicos observan la atmósfera con distintos canales espectrales. El canal visible (aprox. 0,5–0,9 µm) detecta la luz solar reflejada y se usa para el mapeo diurno de nubes y superficie; las zonas brillantes indican nubes espesas o alta albedo, las oscuras agua o vegetación. El canal infrarrojo (aprox. 10,5–12,5 µm) mide la radiación térmica emitida y funciona día y noche; se muestran temperaturas en la cima de nubes (brillo = nubes altas frías, oscuro = superficie cálida) (EUMETSAT; CIRA/CSU).

El canal de vapor de agua (aprox. 5,7–7,1 µm) detecta vapor de agua en la troposfera superior. Valores brillantes indican nubes o capas húmedas, tonos grises humedad variable y valores oscuros aire seco. Este canal es una medida de absorción: la radiación desde abajo es absorbida por el vapor de agua, que luego radia. Las imágenes de vapor de agua ayudan a identificar corrientes en chorro, sistemas frontales y estructura de humedad (EUMETSAT; EUMeTrain).

Los satélites operativos como la Segunda Generación Meteosat (MSG) de EUMETSAT llevan instrumentos con varios canales; se usan combinaciones para productos RGB (p. ej. masa de aire) que ayudan a los pronosticadores a analizar el tiempo sinóptico. Los servicios meteorológicos nacionales y agencias como NOAA y EUMETSAT proporcionan imágenes y productos derivados; los datos anteriores pueden proceder de esas fuentes (p. ej. KNMI). La OMM coordina los sistemas mundiales de observación por satélite.