（1）在海洋管理方麵的應用。在海洋管理方麵，海洋衛星獲取的海洋資料可為國家實施海洋管理提供重要依據，這是其他任何探測手段所不能取代的。例如，美國和加拿大在緬因灣專屬經濟區劃界中，加拿大提出以科德角與新斯科舍的中線為劃界線，這樣喬治灘海區的1/3海域可劃歸加拿大管轄；而美國則堅持以喬治灘海區和新斯科舍陸架水團明顯分界線來劃界。國際法庭根據美國提供的該海區用衛星沿岸帶水色掃描儀獲取的信息，把劃界線裁定在喬治灘海區以東。
（2）在海洋開發方麵的應用。在海洋開發方麵，根據衛星獲取的水溫和水色資料，製作漁海況圖向漁民提供；用衛星資料預報最佳航線，以縮短航行時間節省燃料費，保障艦船及貨物安全，提高航運產值，美國海運業和海軍已使用依據衛星資料繪製的海流分析圖、航線天氣圖、海流和能見度預報；衛星遙感資料還可為近海油氣業提供時效至少24～48小時準確的海況預報和天氣預報，以縮短非生產時間，減少災害性海況給油氣業造成的損失。
（3）在海洋科研方麵的應用。在海洋科研方麵，海洋衛星可為全球尺度海洋過程研究、厄爾尼諾現象、全球海平麵變化、海氣相互作用等當今的前沿海洋科研課題，提供重要價值的資料。例如，星載紅外輻射計或微波輻射計提供的海麵溫度大尺度異常資料、星載微波散射測得的全球海麵風場資料，已用於監測厄爾尼諾現象的發生、發展與消失，並可用於監測厄爾尼諾現象的動態變化。
（4）在軍事方麵的應用。在軍事應用方麵，海洋衛星可對固定（導彈發射場、海軍基地、機場）和活動（水麵艦艇、地麵部隊）的軍事目標進行偵察和監視，並為海上作戰和登陸作戰提供潮汐、海流、淺海水深等海況資料。
進入20世紀90年代以來，為適應全球海洋觀測係統的需要，美國、日本、加拿大、法國等還將計劃發射20顆極軌衛星或衛星係列。這些衛星上將裝載40多種主動式微波遙感器，其中合成孔徑雷達是各國競相發展的熱點。日本預計1995年以後發射高級地球觀測衛星，它將裝載12通道海洋水色和溫度掃描儀、X波段合成孔徑雷達、高級可見光和近紅外輻射計和散射計，用於測量地麵組成、地麵生物活動、地麵地形、地麵溫度、海麵風、海洋與湖泊生物活動，以及臭氧監測。歐空局也將發射ERS-2衛星，它將裝有主動微波儀、沿軌跡掃描輻射計和微波輻射計及雷達高度計，用於測量海麵溫度和大洋水色及海洋天氣。美國基於特殊研究的需要，正考慮發射4顆同步觀測海洋的專用衛星：即海軍海洋遙感衛星（GRM），用於測量地球的重力場；海洋水色成像儀衛星（OCI），用於測定全球初級生產力的時空分布和變化規律。
海洋是生命保障係統最重要的基礎，同時也是人類社會可持續發展的寶貴源泉。自20世紀以來，海洋已逐步從冒險家的樂園變為人類經濟開發活動的熱點區域。向海洋要食物、要資源、要能源、要空間，以解決人口膨脹而帶來的各類需求問題，已成為一個不可逆轉的世界性潮流。特別是進入20世紀90年代以後，海洋在世界經濟、政治、軍事中的地位更加提高，各國政府為了其生存和發展，紛紛調整國家的海洋戰略，以謀取最大的海洋利益。