भारत मौसम विज्ञान विभाग में उपग्रह मौसम प्रभाग 70 के दशक की शुरुआत से काम करना शुरू कर दिया था। 1972 से 1982 तक, भारत मौसम विज्ञान विभाग को SDUC के माध्यम से NOAA और NASA के मौसम संबंधी उपग्रहों की सैटेलाइट तस्वीरें प्राप्त हुआ करतीं थीं और मौसम के पूर्वानुमान में इस्तेमाल करने के लिए तस्वीरों को फोटोग्राफिक पेपर पर छापा जाता था।
दूरसंचार, प्रसारण, मौसम विज्ञान, और खोज और बचाव कार्यों को पूरा करने के लिए ISRO द्वारा बहुउद्देशीय भू-स्थिर उपग्रहों की एक श्रृंखला का कार्यक्रम भारतीय राष्ट्रीय उपग्रह (INSAT) 1982 में शुरू किया गया। आज इन्सैट(INSAT) एशिया-प्रशांत में सबसे बड़े घरेलू संचार उपग्रह प्रणालियों में से एक है जिसके नौ परिचालन संचार उपग्रहों वाला क्षेत्र भू-स्थिर कक्षा में स्थापितहै। यह अंतरिक्ष विभाग, दूरसंचार विभाग, भारत मौसम विज्ञान विभाग, आकाशवाणीऔर दूरदर्शन का संयुक्त कार्यक्रम है। राष्ट्र को उपग्रह मौसम संबंधी सेवाएं प्रदान करने के लिए पहला सफल इनसैट -1 बी उपग्रह डेटा प्राप्त करने और प्रसंस्करण प्रणाली वर्ष1983 में भारत मौसम विज्ञान विभाग में एक पूर्ण-विकसित उपग्रह मौसम विभाग के रूप में स्थापित किया गया। इनसैट -1 श्रृंखला के उपग्रह बहुउद्देशीय उपग्रह थे, जिनमें मौसम संबंधी पेलोड, दो चैनल अति उच्च विभेदन रेडियोमीटर(VHRR) पृथ्वी की तस्वीर लेने के लिए अदृश्य(0.55-0.75 µm) और इंफ्रा-रेड (10.5-12.5µm) चैनल होते हैं जिसकी दृश्यता रिज़ॉल्यूशन2.75 X 2.75 किलोमीटरऔर इंफ्रा रेडचैनल में 11 X 11 कि.मी. है। इन्सैट -2 श्रृंखला के उपग्रहों के प्रक्षेपण के बाद से, वीएचआरआर का स्थानिक दृश्यमान में 2 X 2 किलोमीटर और इंफ्रा रेडचैनल में 8 X 8 किलोमीटर तक की वृद्धि हुई है। इन्सैट -2E उपग्रह में VHRR पेलोड में जल वाष्प (5.7-7.1 µm) चैनल भी जोड़ा गया है, जिसमें न्यू पेलोड के साथ रिज़ॉल्यूशन 8X8 किलोमीटर है, तीन चैनलों के चार्ज किए गए युगल डिवाइस (सीसीडी) (दृश्यमान-0.62 से 0.69 µm), इंफ्रा-रेड के निकट(0.77 से 0.86 µm) और शॉर्ट वेव इंफ्रा-रेड(1.55 से 1.77 µm) बैंड, जिसका रिज़ॉल्यूशन 1KM है। इनसैट -1 और इनसैट -2 के दोनों श्रृंखला केदौरान, स्कैन अधिग्रहण का कालिक रिज़ॉल्यूशन 3-3 घंटे का था। 1996 सेउपग्रह चित्रों को भारत मौसम विज्ञान विभाग कीवेबसाइट के माध्यम से जनता के लिए खोल दिया गया है। मौसम विज्ञान को समर्पित मौसम उपग्रहकल्पना -1 को 12 सितंबर, 2002 कोप्रक्षेपित किया गया इसमें वीएचआरआर पेलोड लगे हैं और एक बहुउद्देशीय इन्सैट -3 ए उपग्रह10 अप्रैल, 2003 को प्रेक्षित किया गया जिसमेंवीएचआरआर और सीसीडी पेलोड के साथ संचार ट्रांस्पोंडर लगे हुए हैं। कल्पना -1 द्वारा स्कैन अधिग्रहण का कालिकरिज़ॉल्यूशन 2002 - 2005 के दौरान 3 ट्रिपलेट (00,06,12 UTC) के साथ 3 घंटे का था, 2005 - 2008 के दौरान 3 ट्रिपलेट (00,06,12 UTC) के साथ प्रति घंटे का और 2008-17के दौरान आधा घंटा का था। इन्सैट -3 ए, वीएचआरआर पेलोड द्वारा स्कैन अधिग्रहण का कालिकरिज़ॉल्यूशन हर3 घंटे (2003 - 2008) और फिर प्रति घंटा (2008-16) काथा। सीसीडी पेलोड दिन में छह बार (03,05,06,07,09 और 11 यूटीसी पर) चित्र प्राप्त करता था। इनसैट -3 ए और कल्पना -1 दोनों को क्रमशः सितंबर 2016 और सितंबर 2017 के बाद से विघटित और बंद कर दिया गया था।
इस प्रभाग ने उपग्रह डेटा को प्राप्त करने और कई नए उत्पादों को तैयार करने में एक लगातार प्रगति की है जो मौसम पूर्वानुमान में काफी उपयोगी हैं और अब यह प्रभाग मौसम के पूर्वानुमान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
वर्तमान में, दो प्रचालनात्मक मौसम संबंधी उपग्रह INSAT-3D और INSAT-3DR हैं जिसमें पृथ्वी की तस्वीर लेने के लिए 6 चैनल इमेजर लगे हैं, जिसकी दृश्यता (0.55-0.75um),SWIR (1.55-1.70um)रिज़ॉल्यूशन 1कि.मी.X1किमी, एमआईआर (3.80- 4.00 um), TIR-1 (10.30-11.30 um),TIR-2 (11.50-12.50um) रिज़ॉल्यूशन 4कि.मी.X4कि.मी.और WV (6.50-7.10um) रिज़ॉल्यूशन 8कि.मी.X 8कि.मी. है और 19 चैनल साउंडर हैं जिसमें LWIR(14.71-12.02um) के 7 चैनल, MWIR(11.03-6.51um)के 5 चैनल,SWIR(4.572-3.74um) के 6 चैनल और दृश्यमान(0.695um) का एक चैनल है जिसमें से प्रत्येक 10X10 किमी रिज़ॉल्यूशन के हैं और प्रोफाइल की व्युत्पत्ति के लिए वातावरण को स्कैन करते हैं। INSAT-3D को 26 जुलाई, 2013 को लॉन्च किया गया था और यह 82 डिग्री पूर्व में स्थित था और INSAT-3DR को 08 सितंबर 2016 को लॉन्च किया गया था और यह 74 डिग्री पूर्व में स्थित है। वर्तमान में प्रत्येक INSAT-3D और INSAT-3DR IMAGER पेलोड से प्रतिदिन 48 नग सैटेलाइट पास प्राप्त किए जाते हैं, इसका उपयोग स्टेजर मोड में किया जा रहा है ताकि हर पंद्रह मिनट के बाद पूर्वानुमानों के लिए छवियों / उत्पादों का एक नया सेट उपलब्ध हो जाए। INSAT-3D और INSAT-3DR साउंडर से सेक्टर A (भारतीय भूमि क्षेत्र) के लिए हर 60 मिनट पर और सेक्टर B (हिंद महासागर क्षेत्र) के लिए हर 90 मिनट पर बारी-बारी से चित्र लिए जाते हैं, इन क्षेत्रों के तापमान और आर्द्रता प्रोफाइल प्राप्त करने के लिए हर तीन घंटे के अंतराल के बाद सेक्टर A और B के बीच उनके स्कैन क्षेत्रों को बदलकर चित्र प्राप्त किया जाता है। उपग्रह डेटा को संसाधित करने के बाद तैयार किए गए गुणात्मक उत्पाद को मौसम के पूर्वानुमान में उपयोग के लिए उपयोगकर्ताओं को प्रदान किया जाता है। इसके अलावा दोनों उपग्रहों में डेटा रिले ट्रांसपोंडर (DRT) पेलोड हैं जिनका उपयोग भारत के विभिन्न संस्थानों के स्वचालित मौसम केंद्रों (AWS) / स्वचालित वर्षामापी (ARG) नेटवर्क से डेटा प्राप्त करने और संचारित करने के लिए किया जा रहा है।