지구에서 약36,000km 떨어진 우주에서 지구의 자전 각속도와 같은 속도로 운동하는 위성이다. 이로 인해 지구 관측자에겐 정지한 것처럼 보이는 특징이 있다.

대부분의 방송·통신위성이 이 정지궤도 위성으로 운용되고 있으며, 한 개의 위성으로 지구 전 지역의 3분의 1을 커버할 수 있기 때문에 세 개의 위성만 있으면 전세계 위성통신 서비스가 가능하다.

반면 이동 위성인 저궤도위성은 지상 200~6000km 상공에 떠 있는 위성이다.

이 위치에서 위성체가 지구를 한 바퀴 도는데 걸리는 시간은 90~120분으로 지구 중력에 의한 위성 속도의 감속 정도가 크고 우주 입자선의 영향으로 정지궤도위성에 비해 수명이 짧은 편이다.

발사하는데 드는 비용 역시 저궤도위성이 정지궤도위성보다 적게 든다.

정지궤도위성은 적은 수의 위성으로 넓은 지역을 커버할 수 있어 국제통신 및 방송중계용은 물론, 한나라 안에서 다양한 위성통신 서비스를 제공하는 데 많이 이용된다.

마찬가지로 지상에서 위성으로 전파를 보내는 경우에도 큰 안테나와 높은 출력을 가진 지구국이나 기지국 또는 단말기가 요구된다.

우리나라 최초의 통신위성으로 1995년 제1호기가 발사된 데 이어 1996년 2호기, 1999년 3호기가 각각 발사된 무궁화호 위성도 동경 116도 상공에 떠 있는 정지궤도위성이다.

한편 우리나라는 동아시아 지역의 기후변화 및 대기오염 물질의 배출과 이동 정보를 한눈에 알아보기 위해 오는 2019년 ‘정지궤도 환경위성(GEMS:Geostationary Environment Monitoring Spectrometer)’을 발사하는 것을 목표로 현재 한창 개발이 진행되고 있다.

환경위성탑재체에는 정지궤도에서 작동되는 초분광 영상기 등 최첨단 우주기술을 적용해 동아시아와 한반도 지역 기후변화 유발물질 및 대기오염물질(이산화질소, 이산화황, 오존, 포름알데히드, 에어로졸 등)의 배출·이동 등을 상시 감시하게 된다.

환경부에서 지난 2012년부터 2019년까지 총 1,500억원 이상의 예산을 투입해 개발중이다.

우리나라가 2019년 ‘정지궤도 환경위성’ 발사에 성공한다면 같은 해에 발사를 목표로 하는 미국, 유럽과 함께 세계 3대 정지궤도 환경위성 보유국이 된다.