Una costellazione di satelliti, chiamata anche sciame di satelliti, è un sistema di satelliti che lavorano insieme per raggiungere un unico scopo. Per alcuni scopi, un singolo satellite va bene. Tuttavia, laddove è richiesto un contatto costante con un punto del globo o una comunicazione globale istantanea, potrebbe essere necessaria una rete di satelliti per evitare latenza e interruzioni nella comunicazione. A seconda di quanto in alto sopra la Terra orbita il satellite, possono verificarsi interruzioni se un singolo punto di comunicazione mentre supera l'orizzonte e il pianeta blocca il segnale. Per garantire che un satellite per un determinato scopo sia sempre in contatto richiede, è necessario dispiegare più satelliti in orbita.
La maggior parte delle costellazioni di satelliti per comunicazioni sono geosincrone, il che significa che sono parcheggiate in un'orbita sopra l'equatore ad un'altitudine sincronizzata con la rotazione della terra sottostante. Sebbene i satelliti sembrino risiedere sempre nella stessa posizione nel cielo, c'è davvero un ritardo di andata e ritorno di poco più di mezzo secondo e questa latenza può causare frustrazione a coloro che cercano di comunicare in tempo reale. La distribuzione di più satelliti per sovrapporre la copertura può prevenire la latenza.
Nel dicembre 2016, la NASA ha lanciato una costellazione di micro-satelliti da un aereo di linea. La costellazione, chiamata Cyclone Global Navigation Satellite System, misura i venti di superficie al centro di cicloni tropicali, uragani e tifoni. Altri usi delle costellazioni satellitari includono telecomunicazioni, sistemi di localizzazione e rilevamento della posizione, monitoraggio governativo e militare e spionaggio. Gli esempi includono i sistemi satellitari di trasmissione diretta (DBS), i sistemi di posizionamento globale (GPS), il sistema globale di navigazione satellitare (GLONASS) della Federazione Russa e il Lidar basato su satellite.
Le costellazioni satellitari vengono utilizzate anche per Internet a banda larga e reti di telefoni satellitari e cellulari. Sebbene le prestazioni non corrispondano ancora a quelle dei telefoni fissi contemporanei, in situazioni in cui la rete satellitare può essere l'unica opzione per chi non ha accesso a servizi terrestri cablati o wireless, i compromessi coinvolti possono essere più che tollerabili.