Die Beobachtung künstlicher Erdsatelliten dient vor allem der genauen Bestimmung ihrer Bahnen um die Erde. Diese Bahnbestimmung ist die Voraussetzung für die Nutzung der Satelliten in Wissensgebieten wie Erdbeobachtung (Fernerkundung), Geografie und Biologie, Satelliten-Navigation und Satellitengeodäsie, Materialkunde und vielen anderen. Die Beobachtung erfolgt überwiegend durch terrestrische Satellitenstationen, aber auf sehr unterschiedliche Weise.
Als Satellitenbeobachtung werden bisweilen auch Messungen an Bord von Satelliten bezeichnet, welche der Fernerkundung der Erdoberfläche oder astronomischen Messungen von Himmelskörpern dienen.