Os satélites de comunicação funcionam enviando sinais e transmissões para a Terra mais fortes do que os sinais recebidos pelos satélites. Esses dispositivos orbitais convertem as transmissões de uma frequência para outra, para que os sinais não sejam confundidos entre as transmissões e recepção. Os satélites de comunicações contêm antenas, transponders, fontes de energia e sistemas de propulsão.
As comunicações entre estações terrestres e satélites em órbita operam entre 1 gigahertz, ou GHz, até 50 GHz. As bandas de frequência são identificadas por várias letras, incluindo as bandas L-, S-, C-, X-, Ku-, Ka- e V, em ordem crescente de frequência. Os satélites de baixa frequência requerem equipamentos maiores para localizar as transmissões em órbita e os satélites de comunicações de alta transmissão têm antenas menores. Os satélites das bandas Ku- e Ka enviam sinais para a Terra para comunicações digitais, aplicações de banda larga e transmissões diretas para casa.
O tamanho dos satélites de comunicação diminui à medida que a tecnologia melhora. Em agosto de 2014, as menores versões desses dispositivos pesavam menos de 2,2 libras, enquanto os maiores satélites de comunicações pesavam mais de 14.000 libras. As primeiras formas transmitiam apenas um sinal de cada vez com um transponder. Os maiores satélites contêm centenas de transponders com 16 canais cada, para 1.600 canais de televisão transmitidos por um único satélite.
Uma transmissão é concluída em três etapas: uma estação de comunicação na Terra transmite, ou uplinks, um sinal para um satélite; o satélite então aumenta a intensidade do sinal e envia a transmissão, ou downlinks, para a Terra; finalmente, o sinal chega à estação receptora em um local distante na superfície.
