军事卫星中最早出现的，也是最具代表性的卫星是电子侦察卫星①。这种卫星的任务同电子侦察飞机类似，通过接收地面的电磁辐射信号，如通信、雷达与导航等信号，从中分选划类，区分各类信号分别是从哪种类型的电子设备辐射出来的，并测出该设备的具体位置。通过多次过顶电子侦察，可将敌国或友好国家的军事部署态势摸清。一旦开战，早已对准这些目标的火力立即可发射并摧毁它们。这样的卫星有普查型和详查型（重型）之分。前者被发射到地球中、低轨道上。某一时刻能侦察2000千米左右大小的地盘（海洋）的美国有“大酒瓶”第三代电子侦察卫星，还有“旋涡”、“弹射座椅”等电子侦察卫星。在普查型电子侦察型卫星发现可疑点的时候，由详查型电子侦察卫星过顶详查，查清疑点。必要时还要动用成像卫星。美国的“阶梯”天基监听网所含120颗卫星，也属于电子侦察卫星的范畴。1964年，前苏联打算在古巴部署导弹对准美国。美国的侦听系统，包括电子侦察卫星收到苏古的许多联络信息，发现了美国家门口有人部署导弹这一严重事态。于是通过U-2高空侦察机拍摄到前苏联运到古巴的导弹发射架。美国总统肯尼迪向前苏联总理赫鲁晓夫摊牌，并把U-2拍的导弹照片扔给赫鲁晓夫看，同时命令其全球驻军进入战备状态，迫使前苏联撤回导弹。这就是著名的古巴导弹危机。1991年8月19日前苏联发生政变，苏共总书记戈尔巴乔夫被软禁在克里米亚的别墅中，时任美国总统的老布什发表了一个模棱两可的讲话，既不支持、也不反对政变。但几个小时后，他却又一反前面的表态，坚决谴责政变。原来美国中央情报局的电子监听系统截获了政变首脑的所有通话，显示大部分苏军高级军官都拒绝与之合作，政变首脑毫无自信，可能是一场短命的政变。
于是，老布什摇身一变成了戈尔巴乔夫的坚定支持者。
海湾战争、科索沃战争和美英进攻阿富汗的战争中，美国的电子侦察卫星担负监听伊拉克、南联盟、塔利班和基地的无线电通信信号，分析对手的部署和活动情况，起了重要作用。
注：
①电子侦察卫星是用于获取军事情报的人造地球卫星。此种卫星利用光电遥感器或无线电接收机等侦察设备，从轨道上对目标实施侦察、监视或跟踪，以搜集地面、海洋或空中目标情报。侦察设备搜集列的目标辐射、反射或发射出的电磁波信息，用胶卷、磁带等记录存贮于返回舱内，在地面回收；或通过无线电传输的方法实时或延时传输到地面接收站。而后光学设备和电子计算机等处理加工，从中提取有价值的情报。