美国政府运作了若干个携带测量与特征信号情报传感器的卫星系统。这些传感器分为两类：产生非成像红外数据的和携带专业核探测传感器的。与许多其他的测量与特征信号情报传感器的情况一样，某些太空传感器产生的测量与特征信号情报是为完成一个更为根本的任务的副产品，或者它们是专用的，作为有效载荷来携带，而且这些卫星通常不是由国家侦察局或情报界任何其他成员来运作的。

　　携带非成像红外传感器的卫星系统，包括国防支援计划（Defense Support Program, DSP）、天基红外系统（Space-Based Infrared System, SBIRS）和国家侦察局的高椭圆轨道运行的信号情报卫星。国防支援计划的卫星形成一个旧的遗留系统，正在被天基红外系统取代的过程中。另外，一个商业卫星已经为空军携带了一个非成像红外传感器。

　　国防支援计划卫星也装备了核爆（）探测传感器。另外，全球定位系统（GPS）的卫星、国防气象卫星计划（Defeeical Satellite Program, DMSP）和类星体（QUASAR）项目也可以携带核爆传感器，但是不同的卫星携带的传感器对应非常不同的核爆信号（如X射线、光学伽马射线）。再者，有好几个商业卫星携带了多光谱和高光谱的图像传感器。

　　国防支援计划卫星的首要任务是使用一个红外传感器监控导弹的羽流、探测洲际弹道导弹（ICBMs）和潜射弹道导弹（SLBMs）的发射。20世纪70年代，人们发现国防支援计划卫星还可以探测到中程弹道导弹（如飞毛腿）的发射。导弹发射可能属于一个研究和发展项目，或者是军事演习，或者是一场真实的军事冲突。国防支援计划搜集工作产生的数据是围绕这类行动和战争期间特定目标的。另外，对国防支援计划红外数据的分析能够判断出正在燃烧的燃料，识别出与不同导弹系统相关的光谱信号。国防支援计划卫星还提供能够产生足量红外辐射的有关陆地事件的情报，例如弹药库、某种工业程序、飞机爆炸和坠毁。再者，国防支援计划卫星还被用来监控使用尾燃器飞行的飞机，尤其是冷战期间的苏联海军逆火式轰炸机，此项工作被称为“慢行者”计划（SLOW WALKER）。

　　国防支援计划卫星还提供核爆的情报。红外传感器能够探测地表核试验产生的热，在20世纪70年代法国和中国实施地上试验时就曾被探测到。另外，国防支援计划卫星携带了数个核爆传感器。高级辐射探测能力（Advanced Radiatioion Capability, RADEC）Ⅰ型传感器系列包括辐射计、大气荧光探测器和一个X射线定位器系统。这种辐射计是一个光学传感器，其任务是探测一次核爆的火球所产生的明亮闪光。当高海拔或大气层外的核爆在地球大气层上部空间的低密度空气条件下造成热X射线之间相互作用，高级X射线荧光高度计传感器可记录到由此产生的可见（荧光）放射物的明亮脉冲。X射线定位器利用数个探测器测量来自近地大气层外核爆的X射线的方向和到达时间。由最新版定位器——高级大气爆炸定位器——提供的信息有助于估算出产额、位置、爆炸高度、爆炸次数和时间设置。这种估算比旧传感器产生的估算结果具有更小的不确定性，这些升级后的传感器能够探测到旧版本能达到的临界值以下的事件。而高级辐射探测能力Ⅱ型组件包括4个传感器：高级中子、高级瞬发伽马、高级缓发伽马和高级定向X射线光谱仪。

　　国防支援计划自1970年11月启动以来历经数代卫星。国防支援计划目前正在运行的卫星DSP-1号的长度为33英尺，直径为10英尺，重量为大约5300磅。完成探测工作的是直径39英寸、长度12英尺的施密特望远镜。它的焦点上有一个两维的硫化铅探测器列阵，可以探测到弹道导弹在飞行的加力阶段排气中散发出的能量。

　　卫星从佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射进入地球同步轨道。从20世纪70年代末到80年代的标准配置是三个卫星的星群，加上两个在轨的备用卫星，到了1984年则变为四个运行卫星的星群，分布在大西洋、欧洲、印度洋和太平洋的位置。另外，如果一个运行卫星发生问题，则可能重新启用一至两个退役卫星。到2014年底，国防支援计划至少有两个卫星似乎仍在运行中，飞行器20号（2000年5月9日发射，占据太平洋位置）和飞行器22号（2004年2月14日发射，占据东半球位置）。国防支援计划的最后一次发射是DSP-23号，时间是2007年11月9日，但没能成功产生一个运行卫星。

　　1995年，国防部和空军在数次反复之后，决定开始国防支援计划的后续项目，即天基红外系统。与国防支援计划一样，天基红外系统计划包括在地球同步轨道上的四个卫星和国家侦察局的两个高椭圆轨道卫星上的红外探测器。天基红外系统的第一个地球同步卫星GEO-1号于2011年5月7日从卡纳维拉尔角发射；GEO-2号于2013年3月19日也从同一地点发射。GEO卫星在轨道上重约5600磅，部署后的大小为48.6英尺×22.4英尺×19.7英尺。GEO-1号于2013年5月宣布完全运行，而GEO-2号于2013年11月也达到了同样的状态。到了2014年底，它们分别占据了太平洋和欧洲上方的位置。如上所述，三个高椭圆轨道传感器被发射到于2006年6月27日、2008年3月13日和2014年12月12日入轨的国家侦察局信号情报卫星上。GEO-3号和GEO-4号计划于2015年和2016年发射。

　　天基红外系统卫星配备有一个扫描传感器和一个监视传感器。扫描传感器完成战略导弹预警和全球技术情报任务以及战略导弹防御任务的初始阶段工作。监视传感器完成战区导弹预警和防御任务以及作战空间感知任务和特定领域的技术情报。天基红外系统在高椭圆轨道里的装备重量是600磅，包括一个扫描传感器。

　　国防支援计划的地面段最初包括三个专用地面站，一个位于科罗拉多州格里利的主要运行基地，负责运行六个地面移动终端，还有一个位于科罗拉多州劳里空军基地（Lawry Air Force Base, AFB）的国防支援计划多功能设施。专用地面站包括：位于科罗拉多州巴克利空军国民警卫队基地的美国本土（US）地面站；位于澳大利亚伍默拉航空站的海外地面站（也被称为纳朗格联合防御设施）；位于德国卡普安的欧洲地面站。

　　1999年，位于纳朗格和卡普安的配备人员的地面站被关闭，由位于澳大利亚松树谷（太平洋中继站）和位于的英国曼威斯希尔（欧洲中继站）的无人管理“弯管”取而代之，后两者只是从国防支援计划卫星接收数据并转发给巴克利。位于巴克利的美国本土地面站已经被同样位于巴克利的天基红外系统的任务控制站（Mission trol Station, MCS）取代，由第2空间预警中队（Space Warning Squadron, SWS）管理。它也接收来自国防支援计划所有现存卫星的数据，或者直接接收或者通过卫星和/或电缆中转。巴克利基地还驻有空军技术应用中心的第45分遣队。驻扎巴克利的空军技术应用中心人员的职责，是处理由国防支援计划卫星提供的所有核爆数据。对高椭圆轨道段的地面控制，是由第11空间预警中队在位于科罗拉多州施里弗空军基地的备份任务控制站实施。国防支援计划/天基红外系统地面网络的其他组成还包括移动地面站，总部分别位于霍罗曼空军基地和新墨西哥（即将由天基红外系统生存持久进化项目所取代），以及位于欧洲和亚洲的联合战术地面站（JTAGs）。2013年，据称，联合战术地面站的职责将变为处理天基红外系统的数据。

　　巴克利接收到的数据会被转发给许多情报机构或预警中心，包括位于科罗拉多斯普林斯的联合太空行动中心（Joint Space Operatioer）、马里兰州米德堡的国防特别导弹和航天中心（Defense Special Missile and Aerospace ter）、弗吉尼亚州贝尔沃堡的国家地理空间情报局、俄亥俄州赖特·帕特森空军基地的国家航空航天情报中心（National Air and Spatelligence ter）。2012年，美国空军太空司令部指挥官称，“国家航空航天情报中心的官员们每天都在分析天基红外系统第一颗卫星发来的（监视传感器的）数据”。2013年，国会批准了额外的费用，对来自天基红外系统监视传感器的技术情报和作战空间感知数据加强开发利用。

　　全球定位系统（GPS）是一个卫星群，其首要职能是为全世界的军用或民间客户提供导航数据。GPS的卫星从卡纳维拉尔title();