在地面上观测人造卫星的运行情况，就可以解决一系列的科学问题。精密测定人造卫星运行轨道的变化，可以定出高空各层的大气密度，因为大气阻力会改变卫星轨道的大小和形状（即改变椭圆的半长径和偏心率），而大气阻力是随密度而增减的。精密测定轨道的变化，也可以定出地球的形状。地球不正好是圆球形而是扁球形，赤道直径比两极间直径长约43公里，赤道隆起部分对卫星运动的影响使得卫星的轨道平面不断地绕着地球自转轴向西转动。因此，从观测资料推算出轨道面转动情况，就可以定出地球的扁率。此外，地球外壳物质分布的不均匀性，也会使人造卫星在运动中经常有一些小的摆动，经常产生对原来的轨道的一些微小偏离。从观测卫星的结果可以分析出这类的小偏离，得出有关地壳物质分布情况的结论。
人造卫星除了测定地球形状之外，还可以帮助进行大地测量。相距很远的两点可以利用人造卫星作为一个“目标”来进行测量工作，同时观测卫星，由观测结果推算出测点的经度纬度和两点之间的距离。由于两点可以离得很远，这种距离可以称为“洲际距离”。观测卫星主要用无线电（雷达）方法，所以这种测量法已被称为“无线电三角测量法”了。
大气从80公里高度开始被称为“电离层”，它的上界限还不确知，有人认为上界限在高度900公里处。电离层和无线电通讯有密切关系，短波就是靠它的反射才能传播到很远的地方，不然的话，地球是圆球形，无线电波是走直线的，若甲乙两地相距很远，甲地发出的无线电报，乙地便不应当收到。电离层的情况常在变化，有时候变化很厉害，大大影响无线电通讯。因此对电离层进行深入研究是有实际意义的。人造卫星发出的无线电波在电离层里走了很长的路程，我们从分析所收到的讯号清楚程度的变化，可以获得有关电离层的结构和变化情况的许多结论。
我们也可以利用人造卫星来研究地球磁场强度的空间分布和在各个地点各种高度地磁强度的变化情况。地磁场有好些种变化，较大的变化称为“磁扰”，最大的变化称为“磁暴”，这些变化严重地影响地面上的电讯交通。地磁场是怎么产生的，到今天还没有作出最后结论。磁场变化则和太阳上的变动有密切关系，和宇宙线也有关系。太阳上发生较大的变动时，就射出特别强的紫外光和无线电波，也射出各种粒子。太阳紫外光是引起电离层变动的重要原因；太阳的粒子辐射是引起磁暴和极光的出现的主要原因。所以利用人造卫星同时研究太阳、电离层、地磁，把它们之间的关系弄清楚，这是人造卫星的一个主要任务。
宇宙线是一种从地球以外来的能量极大的辐射，对它作详尽研究，可以帮助我们搞清楚有关物质结构的一些重要问题，其中之一就是基本粒子的本质问题。利用人造卫星可以研究尚未进入大气、尚未被大气吸收的“初级宇宙线”（即宇宙线的原始部分）的组成，为解决宇宙线来源问题以及在地面上观测到的宇宙线强度的各种变化是如何产生的等问题提供重要资料。
总起来说，人造卫星在科学上的用途是很多的，它为解决一系列科学问题开辟了一条新的途径。正因为这样，才值得花费大量人力物力来进行这种工作。正因为这样，第一个人造卫星的发射成功才这样轰动全世界，才被当做一件具有历史意义的事情。
(原载1957年10月20日《新华日报》)