Radar heeft verschillende belangrijke toepassingen bij ruimteverkenning en satellietoperaties. Een belangrijke toepassing is aardobservatie, waarbij radarsensoren aan boord van satellieten worden gebruikt om het oppervlak en de atmosfeer van de planeet te monitoren. Systemen met synthetische apertuurradar (SAR) kunnen bijvoorbeeld beelden met een hoge resolutie van het aardoppervlak genereren, ongeacht de weersomstandigheden of het tijdstip van de dag. Deze beelden zijn waardevol voor het in kaart brengen van terrein, het monitoren van veranderingen in landgebruik, het opsporen van ontbossing, het beoordelen van natuurrampen zoals aardbevingen of overstromingen, en het observeren van ijsbedekking en beweging in de poolgebieden. Radar in de ruimte helpt ook ruimteschroot op te sporen om botsingen met operationele satellieten en ruimtevaartuigen te voorkomen, wat bijdraagt aan het situationeel bewustzijn in de ruimte en de veiligheid van de ruimte.
Het bereik waarop radar in de ruimte kan werken, hangt af van verschillende factoren, waaronder de kracht van het radarsysteem, de frequentie van de gebruikte radargolven en de kenmerken van de objecten die worden waargenomen of gevolgd. Bij aardobservatietoepassingen kunnen in de ruimte gestationeerde radarsystemen zoals SAR doorgaans opereren op afstanden die voldoende zijn om gedetailleerde beelden van het aardoppervlak vast te leggen, van enkele honderden kilometers tot meer dan duizend kilometer van de satelliet. Deze systemen maken gebruik van geavanceerde signaalverwerkingstechnieken om de resolutie en gevoeligheid te verbeteren, waardoor ze subtiele veranderingen in terrein- of oppervlaktekenmerken kunnen detecteren. Voor het volgen van ruimtepuin en andere objecten in een baan om de aarde kunnen radarsystemen over nog grotere afstanden werken, afhankelijk van de specifieke missievereisten en de mogelijkheden van de radartechnologie die in de ruimte wordt ingezet.