静止轨道气象卫星是运行在地球赤道上空约35800公里高度、与地球自转同步的气象观测卫星，可实现分钟级高频次持续观测，覆盖地球表面三分之一区域。该类卫星轨道平面与赤道平面重合，通过三轴稳定姿态控制实现高精度定位，搭载多光谱成像仪、干涉式大气垂直探测仪及闪电成像仪等设备，具备大气三维温湿度探测和超窄带闪电成像能力。
2004年10月我国发射了第一颗业务应用静止轨道气象卫星“风云二号”C星，此次拟发射的“风云二号”D星，发射后将与“风云二号”C星组成在轨互为备份，从而形成具有双星观测业务能力的卫星系统，我国气象卫星将初步实现业务化、系列化。
2016年12月11日0时11分，中国新一代气象卫星
风云四号首星于
西昌卫星发射中心被
长征三号乙运载火箭顺利送入轨道。
能用自己研制的两种气象卫星拍摄大气云图的国家和地区，除美欧之外，就只有中国了。中国在轨运行的气象卫星包括在静止轨道运行的4颗
风云二号和在极轨运行的3颗风云三号卫星。而此次发射的
风云四号卫星将实现静止轨道气象卫星的升级换代。据介绍，风云四号由
中国航天科技集团公司第八研究院研制，卫星发射重量5400公斤，设计寿命7年，装载有多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、
闪电成像仪和空间环境监测仪器包等四大有效载荷。
气象预报是一个世界性难题。风云四号卫星地面应用系统总师张志清解释说，这是由于用于气象预报的模型需要不同高度的大气数据，但地面观测站只能提供靠近地面的数据，高空数据只能推算，这样的预报结果自然不可能非常准确。而风云四号不仅观测能力更强、反应速度更快，而且还可以获取大气的三维温湿度结构。它是世界上首次在静止卫星上装载干涉式红外大气探测仪的，将实现对我国及周边地区1小时一次的大气温湿分布的垂直探测，弥补陆地探空站点稀少（200公里）、时间频次有限（一天两次观测）的不足。
按照《
国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》，中国将发展13颗与气象密切相关的卫星，其中全新研制的有大气环境监测星、
陆地生态系统碳监测卫星和静止轨道微波探测星，确保后续业务运行的有3颗风云三号卫星，2颗风云四号卫星，1颗晨昏轨道气候卫星，2颗降水测量雷达卫星，1颗高精度温室气体探测卫星和1颗高光谱卫星。
2025年12月27日，
风云四号03星成功发射，入轨后更名为风云四号C星。风云四号C星是一颗综合探测能力较强的静止轨道气象卫星，共搭载了包括静止轨道辐射成像仪、
闪电成像仪和太阳极紫外成像仪在内的6台先进载荷，其中太阳极紫外成像仪是我国首次在静止轨道气象卫星上实现对太阳的连续成像，能间隔5秒对太阳“拍照”。风云四号C星定点于东经133度，与定点于东经105度的
风云四号B星协同工作，形成“双星共舞”的业务格局，实现观测效率倍增和数据互为备份，并将成为全民早期预警中国方案“妈祖（MAZU）”的重要数据引擎。
该卫星于2025年12月27日0时07分在
西昌卫星发射中心由
长征三号乙运载火箭成功发射，是
风云四号系列第3颗卫星，主要用于台风、暴雨等短临天气预报和空间天气预报。它采用全新电推型高性能遥感卫星平台，通过“矢量调节机构+小推力霍尔推力器”实现高精度在轨自主位保和角动量卸载，精度提升10倍以上。卫星搭载了4台对地遥感仪器：静止轨道辐射成像仪（可在万里之外分辨出大气五十分之一摄氏度的变化）、静止轨道干涉式红外探测仪（可1小时完成中国区域的温湿度探测）、
闪电成像仪（一秒可拍摄500帧照片，并能从30Gbps数据流中识别闪电事件）和多波段紫外电离层成像仪（国内首次实现极紫外波段高光谱电离层探测）；同时还搭载2台对日观测仪器，填补了我国静止轨道太阳监测和预报的空白。风云四号03星在观测能力、探测要素、数据传输与星间协同等方面实现了“再升级换代”，新增星间协同观测能力，可在未来织成一张空间“数据高速公路网”。
静止轨道气象卫星，全称地球同步轨道气象卫星，卫星的轨道平面与赤道平面几乎重合，运行方向与地球自转方向相同，运行轨道位于地球赤道平面上约3.6万公里，运行周期与地球自转一周的时间几乎相等，适合监测云系发展、天气过程演变以及大气要素的三维结构。
极轨气象卫星，全称极地太阳同步轨道气象卫星，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角，轨道高度约830公里，每天两次飞越地球表面上的一个点并通过地球的南北极，能观测全球表面获得全球观测数据，极轨气象卫星和
静止气象卫星都是气象观测中不可或缺的一部分，它们相辅相成、优势互补。