気象衛星（きしょうえいせい）とは、気象観測を行なう人工衛星である。衛星軌道上から観測を行なうことにより、広域の気象状況を短時間に把握することができる。
観測機材として雲を観測する可視光線および夜間観測用の赤外線カメラや、赤外線吸収により水蒸気を観測するカメラ、また海上風や降雨量を測定するためのマイクロ波散乱計などを備えている。衛星軌道の分類により、大別して 静止衛星 と 太陽同期軌道衛星、その他の衛星に分けられる。
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1959年に打ち上げられたアメリカ合衆国のヴァンガード2号は搭載カメラにより、地球上の雲の様子を映し出し、気象衛星の実現性を明確にした。しかし、ヴァンガード2号は姿勢制御に問題があり、観測・予報にとり有益なデータをもたらすことはできなかった。初の気象衛星は1960年4月1日に打ち上げられたタイロス1号である。タイロス1号は可視光カメラを搭載し、撮影写真は電送により地上へ送られた。タイロス1号の姿勢制御には問題があり、また夜間撮影はできなかったが、各種の有益な観測データをもたらした。
静止軌道衛星は地球から見て赤道上空に静止し、恒に同じ半球を観測する。地球全体の気象観測は世界気象機関（WMO）の地球大気観測計画（GARP）の一環に基づいた5つの静止軌道衛星とその他の独自に打ち上げられた静止衛星によって行われている。