1960년 기상위성인 TIROS 1호가 발사된 당시엔 기대가 없었으나 구름영상의 활용 가능성 입증되면서 기상위성 프로그램 수요가 현실화되어 단시간 기상예보에 활용되었다. 이후의 기상위성에 복사계를 탑재하였으나 기상학 분야에서는 대기의 초기정보가 필요하여 활용성은 제한적이었다. 이에 1969년 발사된 Nimbus 3호에는 연직 온·습도 자료가 생산 가능한 최초의 탐측기가 탑재되어 수치예보의 활용 가능성도 확보되었다.
최초의 기상위성인 TIROS 1호가 1960년 4월 1일 성공적으로 발사된 당시만 하더라도 기상위성의 기상현업에서의 활용성에 대해서는 많은 사람들이 큰 기대를 걸지 않았던 것도 사실이다. 그러나 TIROS 1호에서 생산된 구름영상이 기상현업에서 활용될 수 있음이 입증되면서 현업용 기상위성 프로그램에 대한 수요가 현실화되었고, 이 수요를 반영하기 위한 현업용 기상위성 프로그램이 신속하게 진행될 수 있었다. TIROS 시리즈의 위성자료는 주로 카메라에서 찍은 영상을 이용하여 구름을 분석하거나 기상현상(대표적으로 허리케인, 폭풍우 등과 같은 악기상)을 탐지하여 단시간 기상예보에 활용된 것이었다. 이후의 기상위성도 이런 요구사항을 만족시키기 위해 주로 카메라 또는 영상을 얻을 수 있는 복사계를 탑재하였다. 그러나 전통적인 기상학 분야에서는 정확한 기상예보를 위한 대기의 초기정보(즉, 3차원 바람, 온도, 습도 등)가 필요하였고, 위성에서 이들 정보가 제공되지 않는다면 위성 자료의 활용성은 제한적일 수밖에 없었다. 이를 만족시키기 위해, 1969년 4월에 발사된 Nimbus 3호에는 연직 온·습도 자료를 생산할 수 있는 최초의 탐측기(SIRS 및 IRIS)가 탑재되었다. 이 탐측기를 이용하여 온도, 수증기, 그리고 오존의 연직분포가 생산되면서 수치예보에의 활용 가능성도 확보되었다. 또한, 기상위성자료의 관측기간이 30년 이상 되면서 기후자료로서의 활용가치도 높아지고 있다. 따라서, 기상위성의 기본적인 활용 분야는 단기예보, 수치예보, 그리고 기후분야에 있으며, 이들에 대한 활용성은 다음과 같이 정리될 수 있다.