지구를 선회하는 궤도상에 발사된 인공위성을 중계하여 행하는 무선 통신.

인공위성에 탑재된 중계기는 지상 장거리 통신에서 중계국과 같이 지상의 무선국(지구국)에서 송신한 전파를 수신하고 증폭하여 하나 또는 복수의 지구국으로 송신한다.

통신 위성의 특징은
㉠하나의 위성이 중계할 수 있는 통신 구역의 광역성,
㉡전송 거리와 비용의 무관계성,
㉢지리적 장애의 극복, 통신 품질의 균일성 및 내재해성,
㉣고주파대의 전파 사용에 따른 광대역(고속) 전송의 가능성,
㉤다지점으로 동시에 정보를 분배할 수 있는 동보 통신과 다지점 간에 회선을 설정할 수 있는 다원 접속(multi-access)의 가능성,
㉥지구국을 이동시키면 어디에서나 자유로이 신속하게 회선을 설정할 수 있게 하는 이동 통신 기지국으로서의 기능 등이다.

대부분의 통신 위성은 적도 상공 약 3만 5800km의 궤도상에 있는 정지 위성이지만, 군사 위성이나 아마추어 위성, 위성 휴대 통신(GMPCS)용 위성 등과 같이 1,000km 내외의 저궤도 또는 1만km 정도의 중궤도를 선회하는 통신 위성도 있다.

지구와 위성 간의 장거리를 전파가 왕복하기 때문에 정지 위성의 경우에 약 0.25초 간의 전송 지연 시간이 발생하거나 지상의 무선 통신 시스템과의 간섭이 일어나는 등의 단점도 있다.

세계 최초의 통신 위성인 에코 1호(Echo 1)가 발사된 이래 위성 통신은 국제 통신, 국내 장거리 통신, 해상/항공 이동 통신 등에 사용되어 왔다. 초기에는 위성 비용이 고가이기 때문에 국제 전화나 텔레비전 중계용으로 사용되었으나 기술의 진보와 비용 저감에 따라서 위성 통신의 특징을 활용하여 데이터 통신, 원격 데이터의 수집, PC 통신, 인터넷 통신, 종합 유선 방송(CATV) 등 영상 프로그램 분배, 원격 교육, 기업 내부 통신, 전용 회선, 원격 영상 회의, 신문 지면 전송, 위성 뉴스 취재(SNG), 각종 행사 중계 등 다양한 형태로 응용되고 있다.