光学影像卫星沿其轨道运行时，一般只能获得卫星下方一定范围内的影像，其中卫星运行到其轨道近地点时，拍摄正下方的影像分辨率最高。所以，每一颗影像卫星都有它的最高分辨率。但由于倾斜拍摄或与地球距离大于其近地点，卫星拍摄的多数影像的分辨率远远小于其最高分辨率。

此外，卫星经过目标区时，如果空中正好有云或严重大气污染以及人工烟雾遮蔽，那么卫星就很难获得地面的清晰影像。

从空间观察地面，人眼在约200公里高度的飞船上只能看到河流、公路、大坝等大型地标，眼睛好的还能看到长城。因此据说前苏联的飞船上曾配备过大倍数的望远镜，供航天员观察地面。

不过，在绝大多数情况下，人们都是采用光学影像卫星获取地面信息。这些卫星拥有特长焦距相机，焦距都在2米以上，目前最大焦距已长达6米，因此可以获得高分辨率的照片。例如Google“卫星地图”上的分辨率大约为1米；美国用最先进的军用间谍卫星可拍出最高0.05米高分辨率的影像。其实，分辨率30米的侦察卫星就可以发现港口、基地、桥梁、公路或水面航行的舰船等较大目标。3～7米分辨率就可以发现雷达、小股部队、导弹基地、指挥所等较小的目标。1米分辨率的Google“卫星地图”上，可以清晰地看到城市建筑物和道路以及汽车。可以指出我们办公室的位置，甚至可以看到天安门广场的游人。当然也可以看到航空母舰、飞机、坦克。至于美国最先进的军用间谍卫星最高0.05米分辨率的影像，足以看见地面上的士兵手中的枪。

需要说明的是，分辨率是指在影像中，将两个物体分开的最小距离，而不是能看到的物体的最小尺寸。例如1米分辨率影像，就是说两个人相距1米以上时，在影像中就可以看到分开的两个人，当两个人距离小于1米时，两个人的影像将合为一体，在影像中只能看到1个点。但是1米分辨率的天安门广场影像中，完全可以看到垂直投影尺寸远小于1米的人，还有约0.1米宽度的马路分道线，有时甚至可以看到更细的高压电线。总之，无论人眼观察，还是侦察照片，或是雷达侦察图像中，哪怕很细小的线状目标都远比较大的点状目标容易发现。

当然，从卫星影像上仅仅发现目标还远远不够，往往还需要具体识别出目标军或民的身份，以及目标的型号，甚至当前状况。例如，伊拉克战争中，伊拉克全国的公路上可能有数万的各种车辆，美军必须依据卫星或航空侦察照片，从民用车辆中识别出坦克和其他军车，并判定他们完好地保有战斗力后才能够加以攻击，毕竟富裕的美国也没有足够多的导弹来炸毁所有这些车辆。

具体地识别出军用飞机、车辆及其型号，需要有3～0.3米的分辨率的影像。还需要大量的高度专业的判读人员。由于判读力量不足等原因，美军也只能对伊拉克部队集中的地区的目标实施详细的识别分析，所以，可能有几千零散地散布在荒野和民用车辆中的伊拉克飞机，坦克、装甲车、自行火炮没有被识别出来，自然也就没有遭到轰炸，结果大量武器完整地保存下来被美军缴获。