静止气象卫星主要有三大功能：一是观测，通过遥感仪器拍摄云图，观察云系和大气温度的分布；二是收集，将地面气象观察站观察到的地面气象资料收集起来；三是广播，将气象资料和处理过的地面气象资料传送给各地气象台使用等。
它如一位“站”在3.6万千米高处的“广播员”，主要组成部分是静止卫星、资料收集和测控站、数据处理中心、气象观察台和数据接收系统等。
静止气象卫星中安装了功能奇特的遥感仪器。当前，常用的气象遥感仪器主要有以下几种。一是高分辨扫描辐射计，包括可见光和红外自旋扫描辐射计等。它具有高超的本领，可以获得可见光和红外的云图，可见光云图的星下点（卫星在地面的投影点）分辨率为0.9～2.5千米，红外云图的星下点分辨率为5～12千米。二是高分辨率红外分光计。它神通广大，既能获得大气垂直温度分布，又能测到水气分布。三是微波辐射计。它的功能没有那么齐全。只能配合高分辨率红外分光计工作，以便获得6层以下的大气垂直温度分布和云中的含水量。另外，卫星还携带其他一些功能奇特的仪器，如磁带机等数据存贮装置和数据传输设备等。
在早期的气象卫星上，安装了电视摄像机，它用以拍摄云图。这种电视摄像机同广播电视摄像机相似，不过扫描速度要慢得多。电视摄像机是利用白天云景和地面物体对太阳光的反射进行工作的，在晚上不能工作。
气象卫星上装有扫描辐射仪，其功能是用于感应地球表面和云层的辐射温度。静止气象卫星上装有两个波段的扫描辐射仪，一是红外波段，用于拍摄夜间和白天的红外云图；二是可见光波段，用于拍摄白天云图和测定云顶及地面太阳光辐射温度。
扫描辐射仪和电视摄像机拍摄云图的方法不同。电视摄像机快门一打开，便拍完一张完整的照片，这跟平时拍摄山水景物一样。但扫描辐射仪拍照就不同，它利用辐射敏感单元排列次序，一条线一条线地直接进行辐射感应，并且是利用卫星旋转向前移动的，这样才能构成一幅图像。
卫星传送下来的图像，由资料收集和测控站接收。因为卫星往下传图像所需要的数据容量相当大，一秒钟要传送上万个图像点，但是每个点又要由若干个数码（符号）来传送，所以，一秒钟内要传输约几十万个数码，传送量极大。但是，卫星发送下来的数码量，一般一分钟只有几千个，相比之下，气象卫星转送的图片数据要大几十万倍。数据量越大，要求卫星上无线电发射的功率越大，这跟压在肩上的物品越重，就应该加大力量扛住一样。但是星上仪器的重量有限，发射机功率也就有限，所以发射机功率不可能很大。于是人们又想出一种办法，解决了这一难题，那就是提高无线电传输效率，使传输一个数码所需要的发射功率减小。
资料收集和测控站，主要组成设备是接收、控制和通信等。它的主要功能是接收气象卫星遥感仪器探测的信息，由卫星转发的数据收集平台的数据、空间环境监测器的信息以及卫生本身的遥测数据，经通信设备将这些信息送往数据处理中心。它还将卫星控制中心送来的遥控指令发送给气象卫星。此外，它还承担把数据处理中心发来的高低分辨率的云图、天气传真图数据收集平台的询问信号转发给气象卫星，根据卫星控制中心的指令，对卫星进行跟踪测量，并将测量的数据送到数据处理中心。
数据处理中心对资料收集和测控站送来的信息进行记录、处理，采用弃之糟粕，取之精华的办法，提取各种有用信息，绘制出各种天气图，把各种观测数据变换成定量的气象数据，再由气象卫星分发给天气预报部门和其他用户。这个中心还对整个气象卫星系统进行监视和指挥调度。数据处理中心配备高速大容量计算机。
数据接收系统也是数据收集平台，是一个小型的地面气象观测站，一般都无人管理，包括设在陆地、海洋和航空器上的大量自动环境数据接收站。数据收集平台一般安放在高山、沙漠、海洋、船舶、气球、飞机或人烟稀少的边远地区以及其他需要监视的地区。它们收集的数据，经气象卫星转发，数据接收站接收，送给数据处理中心，经加工处理后，分送有关用户。
静止气象卫星就如一位太空“气象广播员”，在它的帮助下，人类的气象信息将越来越准确，给人类带来许多益处。