Tiedustelusatelliitit ovat satelliitteja, joilla pyritään tarkkailemaan toimintaa toisten valtioiden alueella (esim. joukkojen sijoituksia ja liikkeitä tai ohjustukikohtien ja teollisuuslaitosten rakentamista). Tiedustelusatelliitit voivat ottaa tarkkoja valokuvia (eri aallonpituuksilla) tai ne voivat kuunnella tietoliikennettä. Ne voivat valvoa ydinkoekieltoa tai havaita ohjusten laukaisut.
Uusimpien tiedustelusatelliittien arvioidaan erottavan 4-10 cm suuruiset kohteet. 1970-luvulla ja vielä osin 1980-luvulla satelliitit ottivat valokuvia, jotka ne sitten pudottivat pienissä säiliöissä laskuvarjolla alas. Nykyisin kuvat voidaan lähettää radioteitse.
Maapallon kaarevuuden ansiosta satelliitit voivat kuunnella suunnattuja radiolinkkejä.