航天遙感起因于火箭的應用。1912年，德國人摩爾發射了一枚火箭，將一架 200毫米 × 250毫米的照像機帶到 790米的高空攝影。1946～1950年間，V－2火箭在美國的新墨西哥洲的白沙發射場多次進行實驗，將小型化的照像機推向160～320公里的空中進行攝影，使航天遙測得到了初步發展。這時的像片粗略，但顯示了航天遙感的潛在價值。

　　直到1957年火箭把衛星送上太空，航天遙感才逐步走向實用階段。1961年4月12日，前蘇聯宇航員尤里?加加林乘“東方一號”宇宙飛船繞地球一周，歷時108分，然后返回地面，成為人類第一個太空人。1961年5月5日，在美國的“水星計劃”飛行中，宇航員利用自動照像機拍攝了150張質量不錯的像片，不過這些像片只有天空、云和海洋。1962年2月20日，在“水星計劃”的MA－6任務期間，宇航員進行了三次太空漫步，拍攝了48張彩色像片，大多數為云層，只有幾張是北非的撒哈拉大沙漠的像片，從而第一次從衛星軌道上攝取了有用的地面像片。在1965～1966年，美國實行“雙子星計劃”，衛星飛行高度達160～1360公里，宇航員拍攝了北美洲及非洲、亞洲部分地區的像片1100張，像片比例尺為1：2400000，這些像片為研究地質、地理和海洋，提供了有用的資料。在60年代后期，美國實施“阿波羅登月計劃”，在實驗飛行階段，同時使用四架照像機，分別裝上全色膠片（配綠色濾光鏡或紅色濾光鏡）、黑白紅外膠片、彩色紅外膠片，攝取了140組像片，幾乎覆蓋了北美洲的大部。1969年羅曼對這些像片進行了研究，并繪制了地圖。

　　如果說60年代是航天遙感的試驗階段，那么到70年代，航天遙感就真正進入了應用階段。70年代初，美國的太空實驗站升空，宇航員利用地球資源實驗裝置（EREP）拍攝了35000張地球圖像。EREP包括一個6像機多光譜組合、一個長焦距地形照像機、一個13頻道的多光譜掃描器及兩個微波系統。1974年，前蘇聯開始發射“流星一自然”系列衛星，進行航天遙感試驗。同時美國的地球資源衛星系列相繼投入運行（1975年更名為“陸地衛星”，開創了航天遙感的新局面，從此，航天遙感進入了廣泛應用的新階段。