航天遥感起因于火箭的应用。1912年，德国人摩尔发射了一枚火箭，将一架 200毫米 × 250毫米的照相机带到 790米的高空摄影。1946～1950年间，V－2火箭在美国的新墨西哥洲的白沙发射场多次进行实验，将小型化的照相机推向160～320公里的空中进行摄影，使航天遥测得到了初步发展。这时的像片粗略，但显示了航天遥感的潜在价值。

　　直到1957年火箭把卫星送上太空，航天遥感才逐步走向实用阶段。1961年4月12日，前苏联宇航员尤里•加加林乘“东方一号”宇宙飞船绕地球一周，历时108分，然后返回地面，成为人类第一个太空人。1961年5月5日，在美国的“水星计划”飞行中，宇航员利用自动照相机拍摄了150张质量不错的像片，不过这些像片只有天空、云和海洋。1962年2月20日，在“水星计划”的MA－6任务期间，宇航员进行了三次太空漫步，拍摄了48张彩色像片，大多数为云层，只有几张是北非的撒哈拉大沙漠的像片，从而第一次从卫星轨道上摄取了有用的地面像片。在1965～1966年，美国实行“双子星计划”，卫星飞行高度达160～1360公里，宇航员拍摄了北美洲及非洲、亚洲部分地区的像片1100张，像片比例尺为1：2400000，这些像片为研究地质、地理和海洋，提供了有用的资料。在60年代后期，美国实施“阿波罗登月计划”，在实验飞行阶段，同时使用四架照相机，分别装上全色胶片（配绿色滤光镜或红色滤光镜）、黑白红外胶片、彩色红外胶片，摄取了140组像片，几乎覆盖了北美洲的大部。1969年罗曼对这些像片进行了研究，并绘制了地图。

　　如果说60年代是航天遥感的试验阶段，那么到70年代，航天遥感就真正进入了应用阶段。70年代初，美国的太空实验站升空，宇航员利用地球资源实验装置（EREP）拍摄了35000张地球图像。EREP包括一个6相机多光谱组合、一个长焦距地形照相机、一个13频道的多光谱扫描器及两个微波系统。1974年，前苏联开始发射“流星一自然”系列卫星，进行航天遥感试验。同时美国的地球资源卫星系列相继投入运行（1975年更名为“陆地卫星”，开创了航天遥感的新局面，从此，航天遥感进入了广泛应用的新阶段。