Les satellites de communication fonctionnent en envoyant des signaux et des transmissions vers la Terre plus forts que les signaux reçus par les satellites. Ces appareils en orbite terrestre convertissent les transmissions d'une fréquence à une autre, afin que les signaux ne soient pas confondus entre la transmission et accueil. Les satellites de communication contiennent des antennes, des transpondeurs, des sources d'alimentation et des systèmes de propulsion.
Les communications entre les stations au sol et les satellites en orbite fonctionnent entre 1 gigahertz ou GHz et jusqu'à 50 GHz. Les bandes de fréquences sont identifiées par diverses lettres, y compris les bandes L-, S-, C-, X-, Ku-, Ka- et V, dans l'ordre croissant de fréquence. Les satellites à basse fréquence nécessitent un équipement plus important pour localiser les transmissions en orbite et les satellites de communication à plus haute transmission ont des antennes plus petites. Les satellites en bande Ku et Ka envoient des signaux vers la Terre pour les communications numériques, les applications à large bande et les transmissions directes à domicile.
La taille des satellites de communication diminue à mesure que la technologie s'améliore. En août 2014, les plus petites versions de ces appareils pesaient moins de 2,2 livres, tandis que les plus gros satellites de communication pesaient plus de 14 000 livres. Les premières formes transmettaient un seul signal à la fois avec un seul transpondeur. Les plus gros satellites contiennent des centaines de répéteurs avec 16 chaînes chacun, pour 1600 chaînes de télévision transmises par un seul satellite.
Une transmission se déroule en trois étapes : une station de communication sur Terre transmet, ou des liaisons montantes, un signal à un satellite ; le satellite augmente alors la puissance du signal et envoie la transmission, ou les liaisons descendantes, vers la Terre ; enfin, le signal arrive à la station de réception à un endroit éloigné de la surface.
