世界上第一顆生物衛星是1957年11月3日，前蘇聯發射的載狗“萊伊卡”的人造地球衛星。生物衛星是一種專門用於在空間進行生命科學實驗的人造地球衛星。它相當於一個太空生物實驗室，在生物衛星上進行科學實驗，有許多特殊的優點和有利條件，是載人飛船和航天站所不能取代的，可研究失重、超重和其他各種空間飛行環境對生物生長、生育、代謝、遺傳等方麵的影響和防護措施，揭示在地麵條件下發現不了的生物學問題，是研究太空生命科學的重要工具。
生物衛星主要由服務艙和返回艙兩部分組成。返回艙是衛星的主體，是返回地麵的部分，內裝各種實驗生物（如貓、老鼠等）、記錄儀器、製動火箭和回收係統。艙的外麵是防熱保護層。為了更好地保持艙內適宜溫度，裏麵還有一層塗鋁的聚酯薄膜。艙內還有脫離軌道、分離和回收設備，以保證衛星按時同服務艙分離，準確脫離軌道，安全地返回地麵。返回艙的外形有的呈球形，有的呈碗形，重三四百千克至一二噸。
服務艙是衛星與運載火箭的接合部分，內裝有衛星的姿態控製係統、電源係統和其他保證衛星正常工作的設備。衛星上還包括電源、回收等分係統，如回收部分，除減速傘和主傘外，還有閃光燈、海水染色劑和回收示位信標等設備。裝配這些東西是為了在返回艙著陸以後，便於回收人員尋找和發現。
生命衛星上有各種各樣的實驗生物，但主要是狗、猴子、猩猩和大小白鼠，此外，有些生物衛星也有細菌、植物、種子、爬行類動物、昆蟲、蛙、蠅、兔、魚類和其他哺乳動物。
各種生物都用特製的容器來裝，如裝大白鼠的籠，常製成圓筒形，5個一組連成一排。每個籠都有單獨的照明、供水、食物、空氣流通和廢物處理裝置。照明時間為12小時，然後維持12小時黑暗，以模擬地麵的晝夜規律。老鼠吃的是一種糊狀飼料，每天4次，每次10克。水的供應不限量，隨時都有。空氣從鼠籠後端進入，通過籠內壁的許多小孔眼，吹到老鼠身上，這樣還可將糞便和臭味吹走。糞便吹進廢物收集袋，收集袋隔兩天自動更換一次。從鼠籠排出的空氣，經過活性碳過濾，又被送入籠內。
在生物衛星上，可以進行許多生物學實驗，如重力生物學實驗、放射生物學實驗、發育生物學實驗等。
研究失重和超重的生物效應，是人類航天的重要課題之一。研究長期失重的生物效應，對長期載人航天活動有重要意義。長期失重現象無法在地麵模擬，隻能在太空的環境中進行實驗。目前在生物衛星上，重力生理學的實驗重點是研究像狗和猴等這類哺乳動物的心血管係統、感覺係統、神經係統、血液係統和骨骼肌肉係統的反應和變化，其中研究重點是骨質脫鈣、血液動力學的變化機理。這是因為在載人航天活動中，許多航天員在這些方麵都出現不同程度的變化，這已成為長期載人航天活動急需解決的課題。
宇宙輻射是航天過程中另一種重要的環境因素，也是不容易在地麵實驗室中模擬產生的。宇宙輻射作用於生物機體，能產生生物效應，其中的高能粒子對人體還能產生嚴重的傷害。在長期航天中，為了保證人的安全，必須收集宇宙輻射中各種粒子在空間分布的數據，測量生物體可能耐受的劑量，研究宇宙輻射對生物各種器官和組織的影響，宇宙輻射的複合效應以及防護措施等。
發育生物學實驗主要包括太空失重對昆蟲、蛙卵、細胞、微生物、植物的生長、發育和代謝的影響，以及航天過程中對生物晝夜節律變化的研究等。