衛星通信是依靠通信衛星中繼的地球站之間的無線電通信。如圖所示：
地球站有不同類型和用途：可以安裝在地面上；可以安裝在車輛上；可以安裝在艦船上；也可以安裝在飛機上。通常，衛星廣播電視系統也屬於衛星通信。衛星廣播電視系統示意圖：
專門用於衛星廣播電視的通信衛星有一個名詞——直播星。但大多數衛星是兼顧通信與廣播電視直播的，這類通信衛星的準確名稱——通信廣播衛星。請讀者朋友們注意，在專業領域要習慣使用規範術語，避免使用已經過時、不規範的名詞。比如：用「地球站」而不用「地面站」；用「頻段」而不用「波段」；用「通信」而不用「通訊」。儘管兩者意思相同，但前者才是規範術語。
衛星通信本質上是將微波中繼搬到太空，如圖：
太空的定義：國際協約規定，各國上空160千米高度開始的空間為太空，飛行器的飛行高度在160千米以下時，必須得到該國的許可方可在該國上空飛行。
人類為了這個大膽的設想，世界上實力最強大的幾個國家舉國努力了20年，終於在上世紀六十年代中期實現了。一個實用的衛星通信系統包括以下組成：
通信衛星：由一顆或多顆通信衛星組成，在空中對信號起中繼作用；
遙測跟蹤與指令分系統：其作用是對衛星進行跟蹤測量，控制衛星準確地進入靜止軌道上的指定位置，並對衛星的軌道、位置、姿態進行監視和校正；
監控與管理分系統：其作用是對在軌道上的衛星的通信性能及參數進行業務開通前的監測和業務開通後的例行監測與控制，其中包括轉發器功率、天線增益、地球站發射功率、頻率和帶寬等，以保證通信衛星正常；
地球站分系統：包括地球站和地球站的通信業務控制中心，每個地球站都包含其中天、饋、跟蹤與伺服系統、發射機、接收機、基帶設備、終端設備等。
相比較而言，其中難度最大的是通信衛星，包括衛星的製造與發射是整個系統的關鍵。也只有大概了解通信衛星的一些主要知識，才能夠弄懂衛星通信系統。
通信衛星由「有效載荷」和「衛星平臺」兩部分組成。所謂有效載荷就是指「中繼設備」，而衛星平臺是用來搭載有效載荷的。拿坦克車做一個比喻，坦克車上的火炮、機槍都屬於「有效載荷」，而坦克車的外殼、底盤、履帶、車輪、發動機、方向盤等等，都屬於「平臺」：
其中的「通信天線」與「通信分系統」合起來就是有效載荷，其他部分再加上發動機和結構體一起屬於「衛星平臺」。通信衛星是非常複雜的系統，僅其天線分系統就非常複雜：
衛星平臺的控制分系統，除了控制衛星的定點與精確軌道位置，還要控制衛星的精確姿態，如圖：
位置和姿態稍有偏差，通信衛星就報廢了。
有效載荷也被稱為——轉發器（transponder），就是接收信號然後再轉發的意思，也就是「中繼」的意思。現在通常的「透明」轉發器示意圖如下。所謂「透明」就是只對接收到的信號進行變頻放大，既不解調信號，也不對信號進行基帶處理。這樣做的主要好處是設備相對簡單，因此可靠性高。設備的可靠性與設備元器件數量的關係極大，元器件越多的設備出現故障的概率就越大。請看透明轉發器示意圖：
那麼，為什麼要改變頻率呢？轉發器既要接收地球站發來的信號，又要給地球站轉發信號。對於同步軌道衛星來說，接收到的地球站發來的信號經過了長距離傳輸衰減，信號非常微弱。而轉發給地球站的信號，又必須非常大，才能經過長距離衰減以後，還能被地球站接收到。為了避免功率特別的信號不幹擾功率特別微弱的信號，從微波中繼通信開始人們就為此傷透了腦筋。其中一個辦法就是上行與下行信號採樣不同的頻率，這樣就可以用「濾波器」起到隔離的作用。不僅如此，衛星通信上行與下行信號還採用不同的電磁波極化方向。讀者朋友還記得嗎？作者在《赫茲實驗》一文中，描述了赫茲實驗是為了證明電磁波具有極化的，既不同極化的電磁波收發之間是會相互隔離的。因此就不難理解衛星通信的頻率為什麼如此安排。下面是正在使用的一些衛星通信頻段：
頻段
上行頻率
下行頻率
備註
L
1626.5-1649.5MHz
1530-1548MHz
Inmarsat使用
S
1980-2010MHz
2170-2200MHz
天通一號01星使用
C
5.625-6.425GHz
3.4-4.2GHz
通常為5.925-6.425GHz上行，3.7-4.2GHz下行，擴展C頻段到800MHz
X
7.9-8.4GHz
7.25-7.75GHz
主要用於軍用衛星
Ku
14.0-14.5GHz
10.95-12.75GHz
世界各地區下行頻率不同
Ka
17.7-21.2GHz
27.5-31.0GHz
世界各國頻率不同，都在這個範圍內
Q
30 - 50 GHz
美國軍方AEHF系統，上行與下行不詳
V
50 – 75 GHz
AEHF系統的星間鏈路，具體不詳
通信衛星上面的通信天線，通常根據需要，其波束形狀還要給予「賦形」設計，以達到對地面的最佳覆蓋，通常有如下的波束類型：
最早做出通信衛星的是貝爾實驗室。但是因為上世紀六十年代中期，貝爾系統（美國電話電報公司（AT&T））在美國國內的長途電話領域已經佔據了完全的壟斷地位，因而美國國會在通過通信衛星法案時，貝爾系統被禁止直接參與衛星通信領域。接下來，一家美國老牌軍工企業休斯（Hughes）公司撲了進來。從六十年代中期開始，休斯（Hughes）公司最賺錢的一塊業務就是通信衛星。說到這就不得不提到一個人，被稱為同步通信衛星之父哈羅德·羅森（Harold Rosen）。羅森是1956年從雷神（Raytheon）公司跳槽到休斯公司的。休斯公司把羅森挖來，主要是看中其在雷神公司開展雷達和飛彈研究的經驗，他的老闆是F-108火控系統負責人弗蘭克·卡佛（Frank Carver）。1957-958年發生了一系列事件，改變了羅森和公司的軌跡。首先是蘇聯發射第一顆人造地球衛星「旅伴」1號（Sputnik 1），在太空競賽中先拔頭籌。大受刺激的美國為了反超蘇聯，組建國防部高級計劃研究局（ARPA），重組了國家航空航天局（NASA），預算開始源源不斷湧入宇航領域。充沛的撥款使得新點子很容易拿到預算，其中就包括通信衛星。後來真正實用的同步軌道衛星就是出自休斯公司。
後來經過一系列的合併重組，現在美國的通信衛星製造公司主要有洛克希德.馬丁（Lockheed Martin）、波音（Boeing）、鮑爾宇航（Ball Aerospace）。還有法國義大利合資的秦雷茲－阿萊尼亞（Qinrez Alenia）、歐洲宇航防務集團(EADS)下屬的子公司阿斯特裡姆（Astrium）；俄羅斯、日本也有比較好的衛星平臺。中國的東方紅四號也是達到了世界先進水平的衛星平臺。如果將主要通信衛星製造商的名單拉一遍，讀者朋友們會遇到一系列如雷貫耳的高科技公司。
再來，同步軌道衛星的發射定位，也是科技含量非常高的領域。同步軌道衛星發射過程如圖所示：
先要將幾噸重的衛星發射到近地圓軌道，然後在合適的時間位置發動機二次點火，將衛星發射到橢圓軌道，然後再在合適的時間位置發動機第三次點火，將衛星定位與同步軌道。全世界只有少數幾個國家的幾家公司能夠做到。但是，不管曾經如何輝煌，今天都要讓位給SpaceX。它是馬斯克（Elon Musk）2002年6月創辦的一家私人太空探索公司。許多百年老公司，包括舉國之力，甚至集數國精華創辦的公司，竟然都不敵一個年輕人創辦僅十幾年的私人公司。2019年4月12日6時35分，SpaceX公司的重型獵鷹火箭從甘迺迪航天中心LC-39A發射工位順利升空，成功發射了沙烏地阿拉伯的阿拉伯-6A（Arabsat-6A）同步軌道衛星。發射後2分38秒助推器開始分離，兩枚助推器反推飛向甘迺迪中心，發射後8分01秒在LZ-1和LZ-2著陸場又一次成功上演了雙箭齊落的科幻場面。接下來芯一級在約10700公裡/小時速度下分離，並在發射後10分20秒，穩穩落在距離發射場約1000公裡的海上回收駁船上，整個過程如同科幻大片般精彩。到了2018年，SpaceX獨佔全世界商業航天發射超60%的份額：
從圖中可見，到了2018年，商業航天發射只剩SpaceX、俄羅斯和歐洲公司三家了。
綜上所述，同步軌道衛星的製造與發射最能夠體現公司乃至國家的整體科技實力。