یکی از قابلیت های اصلی سنجش از دور مشاهده زمین است که در متون تخصصی از آن با عنوان Observations یاد می شود. مشاهده شامل فرایند شناسایی پدیده ها و رخدادهای گوناگون در سطح زمین است. امروزه تصاویر ماهواره ای در بازه های زمانی گوناگون امکان شناسایی پدیده ها و رخدادهای مختلف را به خوبی فراهم کرده اند. به عنوان مثال تصاویر ماهواره ای روزانه امکان شناسایی آتش سوزی ها و پایش آن ها را به خوبی میسر کرده است. یا از سوی دیگر تصاویر ماهواره ای ۱۶ روزه امکان آشکارسازی تغییرات کاربری های مختلف سطح زمین را فراهم کرده است. حتی با استفاده از تصاویر ماهواره ای اقلیمی می توان تغییرات جبهه های آب و هوایی را در هر ۱ دقیقه ارزیابی نموده و بر اساس آن رخدادهای آینده را پیش بینی کرد. 

با استفاده از قابلیت مشاهده امکان تعیین مرز زیستگاه های مختلف (زیرمجموعه اکوسیستم) که از لحاظ گونه های تشکیل دهنده وضعیت متمایزی را دارا هستند به خوبی فراهم است. سنجش از دور برای مطالعه عارضه های طبیعی و انسانی استفاده می شود اما غالب مطالعات در زمینه های مرتبط با محیط زیست و منابع طبیعی است. با استفاده از تصاویر ماهواره ای عارضه های موجود در زیستگاه ها با جزییات گوناگون به راحتی به تصویر کشیده می شود و دید مطلوبی را از لحاظ کیفی نسبت به هریک از زیستگاه ها ایجاد می کند. در این رابطه الگوریتم های مختلفی نیز امروزه به منظور تشخیص بهتر کیفی هریک از پوشش ها توسعه داده شده است.