该卫星具备国际综合性能第一的大幅宽中高空间分辨率长波红外探测能力，搭载的宽幅热红外成像仪观测幅宽达1500千米，可反演全球高精度地表温度信息。此外，其可见短波宽谱宽幅高光谱成像能力、污染气体高光谱探测能力也居国内第一；为进一步提升可见短波红外高光谱相机的定标精度，还将在轨实现首次卫星三轴机动对月亮定标。
入轨后，该卫星将与高光谱观测卫星、大气环境监测卫星组网，实现每天3次大气环境探测全球覆盖、1次红外遥感全球覆盖，3天就能对我国及近海地区进行高光谱、全谱段重访观测。其将能大幅提升全球大气污染物监测能力，显著提高我国对甲烷等温室气体排放点源和水体污染排放点源的区域宏观监管能力，有力支撑复合型大气污染防治。
国家航天局负责高光谱综合观测卫星工程组织实施，对地观测与数据中心负责卫星工程大总体工作。生态环境部、自然资源部、中国气象局等部门负责应用系统建设和示范应用。中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院负责卫星和运载火箭研制生产。中国资源卫星应用中心、中国科学院空天信息创新研究院等单位负责地面系统的建设和运行。中国卫星发射测控系统部负责发射场及测控系统组织实施。
