气象卫星按照运行轨道划分，可分为绕地球运转的太阳同步轨道和相对地球不动的静止轨道气象卫星两大系列，它们就好比一个定点站岗警察和一个流动巡逻警察，对地球气象保持严密监测。
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。这不仅意味着中国未来的天气监测与预报预警将更为准确，而且也代表着中国在气象卫星这一高端领域已经达到世界先进水平。
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，整体性能达到了欧美最新一代静止轨道气象卫星的水平。
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。