Avec les satellites Météosat Seconde Génération, la mission principale reste bien entendu toujours la même, à savoir, améliorer les prévisions météorologiques quotidiennes et anticiper les phénomènes violents.
Cependant les données plus nombreuses, à la fois spectralement et temporellement et de meilleure résolution spatiale, vont permettre aux chercheurs d'acquérir de meilleures connaissances des processus physiques gouvernant le climat, mais aussi des phénomènes naturels et ainsi, d'affiner et de diversifier les missions.

De nombreuses perspectives et applications du spatial s'ouvrent ainsi à la recherche, tant dans les domaines de la climatologie que des activités connexes de surveillance de l'environnement telles que :
- l'hydrologie / précipitations (Pellarin et al., 2008),
- l'agriculture,
- le suivi des espaces urbanisés  Environnement urbain,
- l'halieutique à travers la cartographie des températures de surface des océans ( Environnement océanique),
- l'étude des phénomènes éruptifs, une meilleure estimation des vents (Szantai et al., 2006),
- l'évolution du couvert végétal ( Environnement terrestre),
- les sécheresses (Bergès et al., 2005, Lacaze and Bergès, 2006),
- la détection des incendies de forêts ( Environnement terrestre),
- l'émergence des épidémies par le suivi des nuages de poussières,
- etc...

Un ensemble de six missions principales et deux complémentaires a été clairement définit dans le cadre du Programme Météosat Seconde Génération :

• Mission d'imagerie multispectrale
  

  La mission d'analyse des masses d'air doit utiliser les caractéristiques spectrales des canaux centrés sur la bande d'absorption de la vapeur d'eau, du gaz carbonique et de l'ozone pour surveiller l'état thermodynamique de l'atmosphère dans les basses couches.

• Mission d'imagerie à haute résolution

  La mission d'imagerie à haute résolution (1 km au nadir) dans le visible doit permettre de caractériser et de suivre l'évolution des phénomènes nuageux de faible étendue spatiale, tels que les nuages convectifs.

• Mission d'extraction des produits

  La mission d'extraction des produits permettra, à partir des jeux de données images d'origine, de fournir des produits météorologiques et géophysiques dérivés en temps quasi-réel, comme les vents, les températures de surface de la mer et des sols, des indices d'instabilité des masses d'air, les brouillards, des indices de végétation, etc. A tous ces produits viennent également s’ajouter ceux élaborés par le réseau des Centres d’applications satellitaires ( SAF).

• Mission de collecte des données

  La mission de collecte des données consiste à recueillir et relayer les données et autres mesures environnementales transmises par des plates-formes automatisées (bouées marines, balises terrestres, aéroportées, etc.).

• Mission de dissémination
  

  La mission de dissémination est une mission de télécommunication, puisqu'elle a pour objectif de transmettre les images et autres données météorologiques aux diverses communautés d’utilisateurs, en temps réel, via le service de distribution EUMETCast. La diffusion sera réalisée à l'aide d'un canal de transmission d'information à haut débit (HRIT pour High Rate Information Transmission) pour les principaux utilisateurs et les centres spécialisés. Un canal de transmission d'information à plus faible débit (LRIT pour Low Rate Information Transmission) assurera la dissémination des données images aux autres utilisateurs.

• Missions et services complémentaires

  En complément des missions citées précédemment, les satellites Météosat Seconde Génération offrent également :
  
  Un service de recherche et sauvetage, grâce à un répéteur GeoSAR qui retransmet immédiatement aux services d'urgence et d’intervention les signaux de détresse émis par des navires, avions ou tout autre appareil équipé d’une balise Cospas - Sarsat
  
  Un instrument géostationnaire de détermination du bilan radiatif de la Terre (GERB) qui participera grandement à l'avancée des recherches en cours sur le réchauffement de la planète en fournissant aux chercheurs des données essentielles sur le bilan radiatif de la Terre.