우주에서 지구 및 지구 주변의 우주환경 관측 등 각종의 우주 과학실험을 수행하는 인공위성의 총칭. 인공위성(人工衛星)의 발달로 위성이 기능별로 세분화되면서 주로 순수 지구과학 연구 및 상업적 위성을 개발하기 앞서 새로운 기술 개발을 위하여 실험적 연구를 하는 과학실험 연구위성을 말한다.

과학위성은 주로 지구 자체의 특성과 지구 대기의 물리적 현상의 연구를 위한 지구 과학위성, 태양광선·X선·천문관측 등 천체 연구를 위한 위성, 그리고 원숭이·개 등 우주에서 생명체 현상에 대한 연구를 위한 생명과학위성 등이 있다. 지구환경을 관찰하는 위성은 대륙의 움직임을 측정하여 지진·화산 폭발의 현상을 조사하며, 지구 중력장, 자장, 지구 방사광선 등을 측정하여 지구의 물리적 상태를 규명하는 데 이용된다.

지구 대기의 물리적 현상을 관찰하기 위해서는 인공위성을 이용해야만 세계적인 지구현상을 관찰 가능하게 된다. 세계 최초의 과학위성은 1957년 10월 4일 발사하여 58년 1월에 소멸한 최초의 인공위성인 러시아의 스푸트니크(Sputnik) 1호로서 지구 대기의 밀도를 측정하기 위한 장비가 탑재되었다. 스푸트니크 1호는 지름이 0.58 m,무게 83.6 kg인 원형 위성으로서 92일 간 우주에 있었다.

인공위성의 무인자동화 기술과 로켓의 발달로 위성이 대형 지능화하면서 90년대부터 우주에서의 과학실험은 우주실험실을 이용하는 것으로 바뀌어가고 있으며, 미국과 일본, 유럽이 공동으로 추진하는 우주정거장 프리덤(Freedom)은 길이 100 m 이상 무게 300 t의 거대 구조물로서 지구상에서 수행할 수 없는 각종 실험을 수행하여 우주의 과학 실험장 역할을 하게 된다. 한국에서는 1992년 8월 ‘우리별1호’가 우주궤도상에 올려졌다.