科學探測衛星用來進行空間物理環境探測的衛星。
原理
假如我們把地球看成一個雞蛋的蛋黃，那么地球四周的大氣層就像是一團蛋清。這團蛋清厚達700千米以上。那么這團蛋清中的情況如何？對人類的航天活動有什麼影響？隔著這么厚的“蛋清”去觀察天體，可識“廬山”真面目嗎？
科學探測衛星的出現，改變了人類坐地觀地和坐地觀天的傳統。它攜帶著各種儀器，穿過大氣層，自由自在，不受干擾為人類記錄著大氣層，空間環境和太空天體的真實信息。而這些十分寶貴的資料又為人類登上太空，利用太空提供了攻關指南。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。
研發現狀
美國發射的第一顆衛星“探險者一號”就是一顆科學探測衛星，以後“探險者”發展成了一個科學衛星系列，到1975年這個系列共發射了55顆，有53顆進入軌道。它們的主要作務是：（1）探測地球大氣層和電離層；（2）測量地球高空磁場；（3）測量太陽輻射，太陽風，研究日—地關係；（4）探測行星際空間；（5）測量和研究宇宙線和微流星體；（6）測定地球形狀和地球引場。這些衛星傳迴環境模式，更多地了解了太陽質子事件對地球環境的影響，加深了對太陽—地球關係的認識。探險者號衛星系列多為小型衛星，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。
電子號衛星是蘇聯的科學衛星系列，1964年1—7月共發射了4顆衛星，重400—544千克。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射線計數器以及研究宇宙輻射成分的儀器等。它們的主要任務是研究進入地球內，外輻射帶的粒子與其相關的各種空間物理現象。
中國的“實踐”系列衛星既是技術實驗衛星，又是科學探測衛星。它1971年，1981年發射了2次共4顆。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3顆衛星。其中實踐二號重257千克，外形為八面稜柱體，它的任務是探測空間環境，試驗太陽電池陣對日定向姿態控制和大容量數據貯存等新技術。衛星獲取了有關地球磁場，大氣密度，太陽紫外線，太陽X射線，帶電粒子輻射背景等數據，也圓滿地完成了新技術的試驗。
天文衛星
天文衛星也是一種科學衛星，不同於上述衛星之外在於它不僅僅探測空間環境，而且在地球軌道上建起了一座座太空天文台，專門對宇宙天體和其他空間物質進行科學觀測。天文衛星在離地面幾百千米或更高的軌道上運行，由於沒有大氣層的阻擋，星上的儀器可以接收到來自天體的從無線電波段到紅外波段，可見光波段，紫外線段直到X射線波段和γ射線波段的電磁波輻射。
天文衛星的軌道多數為圓形或近圓形，高度為幾百千米，但一般不低於400千米。這是因為太陽系以外的天體離開地球極遠，再增加軌道高度也不能縮短距離和改善觀測能力；而軌道太低時，大氣密度增加，衛星難以長時期運行。
天文衛星上安裝了複雜的科學觀測儀器，如紅外，紫外，X射線和可見光望遠鏡等。除這些儀器本身必須保證製作精度外，天文衛星在結構上也必須有很高的安裝精度和結構穩定性，否則儀器壞了，人到天上雲修理代價可就太大了，而且衛星“立足”不穩，也會直接影響儀器的觀測效果。
第一顆天文衛星是美國1960年發射的“太陽輻射監測衛星”，它測到了太陽的紫外線和X射線通量。從1962年開始，美國又發射了專門觀測太陽的“軌道太陽觀測台”衛生系列，專門用於紫外線天文觀測的“軌道天文台”衛星和X射線觀測衛星。這些衛星發現了宇宙天體的各種輻射源，為人類分析研究宇宙的演化過程，揭開地外文明的奧秘提供了珍貴的資料。
