洲际弹道导弹从发射到命中目标需要20-30分钟，如果遭遇核打击的国家在导弹刚发射时就能得到警报，那么他们可能来得及在导弹落地爆炸之前下令发射本国的核导弹，以免它们被摧毁在发射井里。由于发射核导弹的命令只能由最高领导人下达，而他们不可能24小时守在高度戒备的导弹发射指挥中心，因此预警时间越长越好，免得领导人因上厕所或别的事情耽误而来不及听取警报和下达命令。
图片：弹道导弹发射时会留下明显的尾迹，天气良好时能发现地面山林大火的预警卫星当然也能发现这条尾迹。
最初人们选择用雷达对来袭弹道导弹发布预警信息。但由于地球是圆形的，因此雷达只能发现高空目标，这就浪费了导弹发射之初的2分钟时间;而且雷达不能连续开机，总有进行检测修理时候。于是科学家选择将用不疲惫的哨兵部署在太空，这就是导弹预警卫星。为了让它能够持续观测敌方导弹发射阵地，人们选择3.6万公里高的地球同步轨道，通过多颗分区观测实现全球无缝预警。
图片：美国SBIRS-2号预警卫星于2009年6月11日拍摄Delta-2-7920H运载火箭轨迹。
弹道导弹发射的最初44秒内，只能爬升到7公里高度，由于云层和稠密大气的遮挡，预警卫星未必能迅速发现这个目标;之后一直到第180秒导弹发动机关机，预警卫星都可以持续跟踪这条不断延伸的红线。随后预警信号经中继卫星或地面站传到作战指挥、管理、控制系统，由其进行目标识别和跟踪，计算弹道和最终落点，引导预警雷达对目标进行更精确的跟踪，判断是否向国家领导人和军队指挥部发出导弹来袭警报。
所以，导弹预警卫星是反导系统最重要的组成之一，没有它，对弹道导弹拦截就无从谈起。
