导弹预警卫星是用于监视发现和跟踪敌方弹道导弹的发射的侦察卫星。一般由多颗卫星组成预警网，可昼夜对地面进行监视。导弹预警卫星上装有高灵敏度的红外探测器和带望远镜头的电视摄像机，在敌方从地面或水下发射导弹后数十秒内，红外探测器即可探测到导弹上升段飞行期间发动机尾焰的红外辐射，并发出警报。同时高分辨率的电视摄像机跟踪拍摄目标，自动或按照地面遥控指令向防空指挥部发回目标图像，并在地面电视荧光屏上显示出导弹尾焰的图像。预警卫星上一般还装有核辐射探测器，往往兼作核爆炸探测卫星。
预警卫星采用高轨道，覆盖范围广，能克服地面防空雷达因电波信号沿直线传播受地球曲率影响而不能尽早发现目标的缺点。根据敌方导弹发射场的远近，可获得15分钟～30分钟预警时间，从而便于己方捕捉战机，及时组织战略防御或实施反攻，它是现代战争中战略防御系统的重要组成部分。
美国于1960年开始发射试验型导弹预警卫星，1970年开始部署工作型导弹预警卫星，先后实施过3个导弹预警卫星计划。“米达斯”计划是美国第一个导弹预警卫星试验计划。1960年2月26日至1966年10月5日期间，共发射了12颗试验型卫星。经多次试验发射之后，无法投入实际应用，国防部下令停止了此项计划。
弹道导弹预警系统计划是继“米达斯”之后的一个过渡性预警卫星计划。1966年末，美国空军与有关公司签订多项合同，研制一种新型预警卫星，作为部署工作型卫星过渡性临时措施。1968年8月6日至1970年9月1日，美国从卡纳维拉尔角发射
了4颗小型载荷卫星，其中3颗发射成功，l颗未进入预定轨道。该卫星近地点为3．2万千米，远地点为4万千米。卫星轨道远地点在赤道北面的上空，只要部署两颗卫星就能随时发现前苏联导弹的发射情况。这项过渡性计划为美国部署工作型预警卫星打下了基础。国防支援计划（dsp）对外又叫“ 647”计划，其导弹预警卫星是同步轨道预警卫星，是美国战略系统的重要组成部分。发射时先进入近地轨道，再进入转移轨道，最后进入地球同步轨道。星上除装有改进的红外探测器外，还装有一台电视摄像机。主要用于监视前苏联、中国洲际弹道导弹的发射、试验及其他航天活动，对。1。程导弹也有较好的预警作用，其辅助任务是航天发射探测和核事件探测。卫星能在每8秒～12秒钟对地球表面上某一特定地区扫描一次，并能在50秒～60种种内识别出导弹红外源，并能在3分钟～4分钟时间内将预警信息发送到北美防空
司令部。现役系统一般是5颗星在轨，其中3颗工作，2颗备份，如果前苏联向美国本土发射洲际弹道导弹，可提供25分钟～30分钟的预警时间。工作寿命7～9年，有一定抗毁能力。卫星可以在各种天气情况下昼夜提供情报。1984年又发射了新一代卫
星，称为dsp－l型，不仅能发现红外辐射强的洲际弹道导弹和潜射弹道导弹，还能对诸如潜射弹道导弹之类较冷的红外源有更好的报知能力，而且有很好的自我保护能力。
海湾战争期间，国防支援计划 dsp在伊方“飞毛腿”导弹发射后的30秒内即探测到了导弹阵地的位置，为“爱国者”导弹提供了1分钟左右的预警时间，战争后期，已能对“飞毛腿”导弹提供4分钟左右的预警时间。因此，可以说“爱国者”成功拦截“飞毛腿”，导弹预警卫星的早期预警是关键。
“国防支援计划”系统是在冷战时期为战略导弹发射预警而研制与部署的系统，受海湾战争的启发，美国国防部研制了下～代预警卫星系统，以提高对战术导弹的预警能力。经过多种方案的对比，从降低计划费用和满足战术应用要求两方面考虑，美国国防部199i年底提出了“天基红外系统”计划。该系统将取代“国防支援计划”系统，用于探测助推段与中段飞行的弹道导弹，所提供导弹发射的预警信息，可满足zi世纪美军对全球范围内战略和战术导弹预警的需要。“天基红外系统”由高轨道部分和低轨道部分组成，其中高轨道部分包括四颗地球同步轨道卫星
及两颗大椭圆轨道卫星，它们将装备高扫描速度和高分辨率的红外探测器，而低轨道部分称为“空间与导弹跟踪系统”，可能由12颗～24颗低地球轨道卫星组成。“天基红外系统’能透过大气层探测和跟踪导弹飞行时火箭发动机排出的火焰。在导弹起飞后io秒～20秒内把信息传输给作战指挥机关，并引导反导弹武器对目标进行拦截。据估计，第一颗大椭圆卫星与第一颗与地球同步轨道卫星将分别于2001与2002年发射，低轨道卫星从2006年开始发射，整个计划估计耗资200亿美元。“天基红外系统”在21世纪初投入运行后，可使战术导弹的预警速度与精度比目前的“国防支援计划”系统提高 10倍以上。