En spionsatellit eller en observationssatellit er en jord-observationssatellit eller en kommunikationssatellit sat i kredsløb med militære eller efterretningsformål. Den første generation dvs. USA's Corona[1][2] og Sovjetunionens Zenit optog fotografier på råfilm hvorefter de fotografiske ruller blev sendt ned til Jorden i varmebestandige kapsler. Senere fartøjer benyttede digitalkameraer og overførte de krypterede færdige billeder via X-båndet (SHF, 8-12 GHz) eller Ka-båndet (EHF, 27-40 GHz).
I USA er mange informationer om spionsatellitter før 1972 tilgængelige, visse oplysninger forud for dette tidspunkt stadig er klassificeret. Meget få oplysninger er tilgængelige om de efterfølgende missioner.
Der er flere forskellige slags spionsatellitter med forskellige opgaver.[3]