技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。人造卫星在发射上天前必须经过一系列的地面试验，以考验卫星的技术性能。但是由于应用性卫星技术比较复杂，价格比较昂贵，它的某些复杂技术若能在比较便宜的技术试验卫星上光进行试验成功后再利用到应用卫星上，则可以收到事半功倍之效，所以有一些国家在发射每一种应用卫星之前，往往要发射一些技术试验卫星。美国的返回式卫星就是发射了12颗技术试验卫星后才掌握了卫星返回与回收技术的。从1966年12月到1974年5月，美国曾发射了6颗多用途技术试验卫星，它们被称为“应用技术卫星”系列。卫星进行了很多试验：空-地和船-岸之间的话音通信；传输全球云层分布图；卫星导航；卫星天线展开；卫星姿态稳定及无线电传输等，为美国以后的通信卫星、气象卫星、导航卫星、资源卫星的研制和应用做了大量的准备工作。随着试验项目的完成，人们逐渐掌握了某类卫星的技术和应用技术，于是新型卫星的成功率就大大提高了，还有许多单项技术在正式应用之前，也需要利用技术试验卫星在轨道上进行试验，如太阳电池技术、空间结构技术、姿态控制技术、三轴稳定技术、微重力试验技术、航天员生命保障技术、照相侦察技术、卫星转发器技术、航天器交会技术等。当然，有的技术试验采用专门的技术试验卫星，但随着卫星技术的进步，许多技术试验是搭载在一些应用卫星上进行的，这样专门的技术试验卫星数量就大大减少了。