I satelliti di comunicazione funzionano inviando segnali e trasmissioni sulla Terra più forti dei segnali ricevuti dai satelliti. Questi dispositivi orbitanti sulla Terra convertono le trasmissioni da una frequenza all'altra, quindi i segnali non vengono confusi tra la trasmissione e ricezione. I satelliti per le comunicazioni contengono antenne, transponder, alimentatori e sistemi di propulsione.
Le comunicazioni tra stazioni di terra e satelliti in orbita operano tra 1 gigahertz o GHz, fino a 50 GHz. Le bande di frequenza sono identificate da varie lettere, tra cui L-, S-, C-, X-, Ku-, Ka- e V-band, in ordine ascendente di frequenza. I satelliti a bassa frequenza richiedono apparecchiature più grandi per localizzare le trasmissioni in orbita e satelliti di comunicazioni a trasmissione più alta hanno antenne più piccole. I satelliti Ku- e Ka-band inviano segnali sulla Terra per comunicazioni digitali, applicazioni a banda larga e trasmissioni dirette verso casa.
I satelliti per le comunicazioni diminuiscono di dimensioni man mano che la tecnologia migliora. A partire da agosto 2014, le versioni più piccole di questi dispositivi sono meno di 2,2 libbre, mentre i più grandi satelliti di comunicazione sono più di 14.000 sterline. Le prime forme trasmettevano un solo segnale alla volta con un transponder. I satelliti più grandi contengono centinaia di transponder con 16 canali ciascuno, per 1.600 canali televisivi trasmessi attraverso un singolo satellite.
Una trasmissione si completa in tre fasi: una stazione di comunicazione sulla Terra trasmette, o uplinks, un segnale a un satellite; il satellite aumenta quindi la potenza del segnale e invia la trasmissione, o downlink, alla Terra; infine, il segnale arriva alla stazione di ricezione in una posizione lontana sulla superficie.
