Dans de nombreuses régions ne disposant pas d'une bonne couverture par les radars et les pluviomètres, les données satellite sont le principal moyen d'estimer les précipitations. Plusieurs instruments de satellite peuvent être utilisés à cette fin, parmi lesquels bon nombre de ceux présentés ci-dessous.

Les capteurs infrarouges embarqués sur des satellites géostationnaires sont probablement les plus connus d'entre eux. Ils fournissent une couverture large et cohérente d'une zone considérée. Les données recueillies par ces satellites arrivent généralement toutes les 15 minutes à 3 heures, en fonction de la plate-forme et de l'emplacement du satellite.

Quand des nuages sont présents, les capteurs infrarouges observent la température du sommet des nuages. L'estimation des précipitations est fondée sur cette grandeur. Les satellites géostationnaires peuvent ainsi être très utiles pour suivre le mouvement des systèmes de précipitations mais leur estimation des quantités de précipitations peut être imprécise. En revanche, les capteurs hyperfréquence passifs installés sur des satellites à orbite polaire observent les émissions produites par l'eau et la glace présentes dans les nuages pour fournir des estimations plus fiables de la quantité de précipitations. Ils le font toutefois avec une fréquence moindre puisque la plupart d'entre eux observent un endroit précis de la Terre une fois toutes les 12 heures.
Depuis les années 1990, les chercheurs développent des produits pour les précipitations qui combinent la précision propre aux capteurs hyperfréquence dans l'estimation des précipitations avec la fréquence temporelle fournies par les satellites géostationnaires. Cette approche a donné des outils tels que le Multi-Sensor Precipitation Estimate d'EUMETSAT, l'Organisation européenne pour l'exploitation de satellites météorologiques et SCaMPR, conçu par l'Administration américaine pour les océans et l'atmosphère et le Service national d'information, de données et de satellites pour l'étude de l'environnement (NOAA/NESDIS).
Les équipes de chercheurs ont également réalisé des estimations plus précises des pluies en utilisant les informations pertinentes fournies par les modèles météorologiques numériques. Ces données leur ont permis de mieux calculer la quantité de précipitations qui étaient fondées sur la température au sommet des nuages. L' estimateur hydrologique ci-dessous utilise cette méthode pour les satellites géostationnaires dans le monde entier.

Ces produits de satellites ont été conçus avec l'objectif de développer l'assimilation des données de modélisation numérique, la validation des modèles et les études climatologiques. Ils jouissent d'une popularité croissante auprès des spécialistes de la prévision météorologique en exercice. Depuis 2011, l'estimateur hydrologique et les produits du même type fournissent également les informations de base sur les précipitations utilisées dans les systèmes d'indications relatives aux crues éclair mis en place dans plusieurs régions du monde. Ces systèmes sont abordés plus en détail dans la partie suivante, consacrée aux indications relatives aux crues éclair.
Enfin, les capteurs hyperfréquence (ou radar) actifs contribuent à la surveillance globale des précipitations en livrant des données de la plus grande précision dans les dimensions verticale et horizontale. Les missions de mesure des précipitations à l'échelle du globe fourniront davantage de données de ce type.
