空间分辨率250m和1000m，获取全球百米级分辨率真彩色和红外分裂窗图像，覆盖0.413-12.0μm光谱范围25个通道，通过地球多光谱连续综合观测，实现云、气溶胶、水汽、陆地表面特性、海洋水色等大气、陆地、海洋参量的高精度定量反演，为全球生态环境、灾害监测和气候评估提供中国方案。

利用183.31GHz水汽吸收线附近的5个大气湿度探测通道和118.75GHz氧气吸收线附近的8个大气温度探测通道，结合89GHz和166GHz两个窗区通道，获取全球大气湿度和温度垂直分布廓线，并为数值天气预报提供大气湿度初始场信息。

提供地气系统的高光谱分辨率红外辐射观测，光谱覆盖谱段650～1136cm^-1、1210～1750cm^-1、2155～2550cm^-1，共3053个通道。探测资料可用于反演高精度的大气温度和大气湿度廓线，以及通过在数值天气预报模式中的同化应用改进数值天气预报精度。

通过低轨卫星精密定轨、GNSS无线电掩星（GNSS-RO）探测和GNSS反射（GNSS-R）探测，获取全球大气折射率、温湿压廓线、电离层电子密度廓线和海面风场、土壤湿度等。

升级换代后首发于FY-3H卫星，探测沉降粒子浓度，光谱覆盖谱段140~180nm，共2个观测通道。提供极光图像投影产品、极光卵边界位置产品，利用观测产品可进行极光强度和范围现报，以及极区沉降粒子现报，进而可以开展磁暴预报、磁层亚暴预报、极区电离层天气预报。

首发于FY-3E卫星，包括50～60GHz氧气频带上的15个通道、23.8GHz水汽吸收通道和31.4GHz窗区通道。实现全天时、全天候观测大气垂直温度分布、大气可降水和降水、地球表面比辐射率反演，同化应用于中长期数值天气预报，提高天气预报的准确性。

通过对远紫外电离层OI 135.6nm 和N₂LBH的气辉辐射强度的测量，反演电离层电子总含量（TEC）、O/N₂等参数，并可直接获取电离层赤道异常区的二维精细结构，准确定位极光边界。

首发于FY-3H卫星，首次实现百公里幅宽高光谱分辨率（0.04nm-0.1nm）全球温室气体监测，通过对可见到短波红外的4个波段大气吸收谱线进行探测，获取大气吸收路径上主要温室气体（CO₂、CH₄、CO等）的大气柱浓度信息，实现全球范围内高精度温室气体探测，为全球气候监测和我国双碳目标的达成提供重要数据支撑。

通过观测地球表面10.65-118GHz被动微波辐射，获取海面风速、陆海表降水、大气可降水、云水、冰水路径厚度、融化层高度和厚度、土壤水分、海冰、海表温度、积雪等相关信息。