生物卫星就是用于生物学研究的人造地球卫星，它相当于一个空间生物实验室，可研究失重、超重和其他各种空间飞行环境对生物生长、发育、代谢、遗传等方面的影响和防护措施，揭示在地面条件下发现不了的生物学问题，是研究空间生命科学的重要工具。生物卫星一般由服务舱和返回舱两部分组成。服务舱内有保证卫星正常工作的各种设备。返回舱内装有实验生物和生命保障系统、记录仪器、返回火箭等。按照一定的指令，服务舱与返回舱即可分离，返回火箭点火使返回舱回到地球，而服务舱不返回。
世界上第一颗生物卫星是苏联1957年11月3日发射的“人造地球卫星”2号。卫星上载有一条名叫“莱伊卡”的雌性猎狗，这只可爱的小狗才是真正意义上由地球进入太空的第一只动物，它在轨道上度过了极不平凡的6天6夜，承受了超重和失重的考验。缚在它身上的各种传感仪器测出的关于脉搏、呼吸和血压等指数，证实了科学家们的推测，即失重本身并没有引起动物生理机能的危险变化。经过各种传媒，“莱伊卡”一举成为享誉全球的“名犬”。然而，令人感到十分惋惜的是，由于当时还没有回收卫星的能力，科学家们只得眼巴巴地看着挑战太空为人类立下大功的“莱伊卡”，孤独地葬身在清冷的太空世界，无法援助。但是，“莱伊卡”的太空之行是成功的，更加坚定了人们对载人航天定能实现的信心。
1960年8月，苏联又将小狗“别尔卡”和“斯特雷卡”送入太空，与它俩为伴同行的还有老鼠和苍蝇等生物。这时科学家已经掌握了卫星回收技术，两只小狗绕地球18圈，做了一番名副其实的太空旅行后，平平安安地返回了地球。
为进一步了解人在失重适应期所发生的变化，生物卫星还多次用猴子进行了实验。人在宇宙飞行初期，宇航员会产生一系列影响整个情绪和工作能力的不适感受，用动物进行实验有助于科学家更好地分析、认清这些现象的不同侧面，以研究出科学有效的对策。1987年，苏联用“宇宙—1987”号生物卫星，让猴子“德雷姆”和“雅罗什”在太空完成了13昼夜的飞行。
这两只小猴子是从50对猴子中筛选出来的，早在飞行前一年多就对它俩进行了精心严密的训练。要教会它俩像宇航员一样呆在专门的容器内；要让它俩学会使用摄取食物和饮料的专用工具；要按照专门的计划程序完成一些规定的动作。例如，当它俩面前的仪表盘上出现不同信号时，要按下不同作用的按键等等，使它俩能准备无误地完成地面上规定的计划。这两只猴子没有辜负科学家的苦心，严格经过训练，在飞行中显示出很好地掌握了操作技能，完成了任务。
遮不住的眼睛
人类生活在地球上，但长久以来，对地球的情况并不了解。
如地球是什么形状的？经过几千年的摸索和争论，才知道地球是球形的。如果有人进一步问它是标准的圆球吗？很长时间都无人能回答。人类发射的第四颗卫星，即只有1.5千克重的“先锋1”号，探知了地球呈梨形。
再如，我国的国土有多大？几千年来，在地面上的多次反复测量，仍然只能得出一个大致的数字。有了飞机以后，国土测量要容易一些，但也需要花10年时间，拍100万张照片。而利用卫星勘查我国国土，只要几天时间，拍500张照片。通过卫星照片曾发现过青藏高原上过去地图上没有标出的湖泊。
再如，什么地方的地下蕴藏着矿物和水源，地球的断层和板块的准确位置和走向，在有卫星以前，很难探测得很准确。而用人造地球卫星探测，相对地要容易得多。如苏联曾用卫星找到三个金刚石矿；美国卫星在撒哈拉大沙漠找到多处淡水资源；我国卫星发现，每年都发生滑坡的一段宝成铁路，原来是建在地球的一条断裂带上，改道后，就不再需要每年都进行抢修了。
再如，人们知道，亚马逊等原始森林在迅速缩小，沙化地面在不断扩大，地球环境受到严重污染。但在有人造地球卫星以前，很难掌握精确数字和整体情况，而卫星却能使这一切一目了然。
再如，地面上的几万个气象站，也很难将气象变化预报得很准确，因而使人把“天有不测风云”当作揭示规律的警语。其实不然，有了人造地球卫星以后，全球的气象变化，都在掌握之中。如气象卫星从没有漏报过一次太平洋的台风，使人们能从容地应付每一次台风袭击，大大地减少了台风造成的生命财产损失。1981年，我国长江上游连降大雨，河水猛涨，已超过警戒水位，防汛部门考虑是否动用荆江分洪工程分洪。如果分洪，将有40万人搬迁，60万亩良田被淹。但如不分洪，大雨继续，河水泛滥，造成的损失比这更大。在这举棋难定的时候，气象部门根据卫星气象云图分析，作出大雨即将停止的预报，这使防汛部门决心不分洪，避免了分洪带来的损失。
人们常说：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”反过来理解，如果跳出庐山，就会“旁观者清”了。气象卫星、地球资源探测卫星、大地测量卫星、照相侦察卫星和环境监测卫星等遥感类卫星，就是跳出地球，高居地球之上的眼睛。这只火眼金睛是遮不住的，地球上的各种情况和地面之上大气层变化，都逃不过这只“千里眼”。
遥感类卫星，还可用来评估农作物长势和预报产量，发现森林虫害和火灾，测算海洋水温和浮游生物分布；能探测鱼群走向，预报渔汛，监视火山喷发和地震灾害，以及进行考古和军事侦察等等。
人造地球卫星的躯体和脏腑
人造地球卫星神通广大，它有什么特殊构造吗？
人造地球卫星的构造，要分两方面来说，一是完成任务的仪器设备，二是保证完成任务的基本仪器设备和结构。
用来完成不同使命的，是卫星携带的各种不同的仪器设备，如通信类卫星携带着无线电接收、放大、调频和发射装置，遥感类卫星携带着可见光照相机、红外线照相机和雷达等遥感器，照明卫星携带着阳光反射镜，发电卫星携带着阳光收集器和电能转换器，科学实验和天文探测卫星携带着各种科学实验仪器和光学望远镜、射电望远镜等等。如果说卫星有什么特殊构造的话，这些就是它的特殊构造。
仅有这些特有的仪器设备，卫星是不可能完成特殊使命的。各类卫星都有共同的基本结构和仪器设备，以保证圆满完成特殊使命。
卫星在轨道上运行，太阳光的热辐射、地球反射太阳光的热、仪器设备工作时产生的热可能使卫星的温度达到100℃以上，而当卫星进入地球阴影区时，温度又会低达-100℃，因此需要温度控制设备，把温度控制在适当的范围内，以保证各种仪器设备的正常工作。这就是卫星的温度控制系统。
卫星在轨道上运行，必须保证一定的姿态，如地球资源卫星的遥感器，必须始终对着地面，对地静止通信卫星的天线，必须始终对准地球的一个区域，探测太阳的望远镜，必须始终对准太阳等等。但是，在空气阻力、地球重力变化和卫星内部的运动机构产生的力的作用下，姿态会发生变化。因此需要控制姿态的设备，以便使卫星保持一定的姿态。这就是卫星的姿态控制系统。
卫星上的各种仪器设备，需要电源才能工作，而且，有的需要直流电，有的需要交流电，有的需要脉冲电流。
因此，除了各种产生电流的电池外，还需要有各种电源交换器。这些就是卫星的电源系统。
卫星需要保持与地面上的联系，因此，还需要有遥测、遥控和跟踪系统。
对返回式卫星来说，还需要有制动、分离、防热和安全着陆设备，这就是回收系统。
为了使卫星有一定的容积，装载以上各个系统和完成任务的各种仪器设备，并把它们有机地连成一个整体，具有一定的外形，保证一定的强度和刚度，保护各种仪器设备和系统不受太空环境的损坏，卫星还需要有结构系统，这主要包括隔柜、桁条、横梁和蒙皮等。
模拟太空旅行
尽管早期的科学家用载人气球进行研究工作，但他们很快发现，研究工作也可以通过地面控制的气球来完成。由于成本和安全的原因，大多数科学家都在地面控制探索大气的气球。