Vệ tinh là hệ thống thông tin liên lạc sử dụng bộ phát đáp, bộ thu và tín hiệu vô tuyến để liên lạc với các phi hành gia và nhà khoa học trên trái đất. Còn lâu trước khi vệ tinh đi vào quỹ đạo, chúng phải được thiết kế để chịu được áp suất của các lực khí quyển và phải tất cả các thiết bị họ cần để sản xuất và chuyển tiếp thông tin quan trọng, bao gồm ảnh, nhiệt độ và điều kiện thời tiết.
Vệ tinh có đủ loại kích cỡ, từ những vật thể nhỏ cỡ bàn cho đến những phần thiết bị khổng lồ đủ lớn để chứa con người và hoạt động như những trạm vũ trụ di động. Một số được vận hành thủ công, trong khi một số khác được điều khiển từ xa. Bất kể kích thước và chức năng, tất cả các vệ tinh đều có bộ phản hồi tích hợp, là thành phần nhận và truyền tín hiệu vô tuyến. Vì chúng phải đi vào vùng khí quyển với áp suất cao và ngoại lực, các vệ tinh phải nhẹ nhưng chắc chắn. Trong không gian, chúng phải chịu bức xạ và nhiệt độ cao; hầu hết được làm bằng thép gia cường và nhôm, giúp bảo vệ khỏi những lực đó mà không làm tăng thêm trọng lượng. Bên trong, vệ tinh có hệ thống thông tin liên lạc, bao gồm ăng-ten, hệ thống điện và tên lửa cũng như bộ phát đáp truyền và nhận tín hiệu. Hầu hết các vệ tinh cũng có thiết bị đẩy, hoạt động như bộ tăng áp, giúp vệ tinh có thể tự đẩy trong không gian.
