1.地面遥感阶段
根据遥感的概念，1826年摄影技术的发明就标志着遥感技术的诞生，但在1839年以前主要是进行地面摄影。1858年法国人G.F.图纳乔(Tournachon)用气球摄取了巴黎的“鸟瞰”像片，1859年J.W.布莱克乘气球在空中拍摄了波士顿的像片。此时所用的平台为气球、风筝、鸽子等，所拍摄的影像质量较差。
2.航空遥感阶段
1903年莱特兄弟发明了飞机，为航空摄影创造了条件，1909年4月23日莱特兄弟驾驶的飞机拍摄了世界第一张真正意义上的航空像片，1913年根据摄影像片制作了地形图并研制出立体制图仪，1915年开始生产航摄像机。进入20世纪20年代以来，许多摄影测量仪器相继出现，如蔡斯的精密立体测图仪、多倍仪，1924年产生了彩色胶片，航空摄影正式问世。初期，航空摄影主要用于摄影测量和军事领域，后来资料应用逐渐向民用发展。1930年美国开始进行全国航测，编制中小比例尺地形图和为农业服务的大比例尺专题地图。其后，西欧、原苏联等也开始了全国性的航测，与此相应的航测理论和技术都有了迅速发展。1931年出现了感红外的航摄胶片，首次获得了目标物的不可见信息，1937年进行了首次彩色航摄，生产出假彩色红外胶片，并探索进行多光谱和紫外航空摄影。第二次世界大战期间开始应用雷达和红外探测技术，到了20世纪50年代，非摄影成像的扫描技术和侧视雷达技术开始产生并应用，打破了用胶片所能响应的波段范围限制。
3.航天遥感阶段
随着空间技术的发展，1957年苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，从此，遥感平台从飞机发展到了卫星和飞船。20世纪60年代初，美国从泰罗斯(Tiros)气象卫星和双子星座(Glimni)、阿波罗(Apllo)飞船上，拍摄了地面像片。后来又陆续发射了陆地卫星、气象卫星、海洋卫星等。同时，在传感器方面，继红外片后，多光谱相机、多波段扫描仪、微波辐射计、合成孔径侧视雷达、电视摄像仪等新型传感器陆续问世，使得遥感技术由航空遥感阶段发展到了航天遥感阶段。在获得遥感资料的技术迅速发展的同时，遥感资料的分辨率和精度也不断提高，遥感图像的分析解译与资料处理技术也取得了飞跃的进步，遥感理论的研究获得了重大成就，培养遥感专业人才的工作得到了迅速发展，遥感资料被广泛应用于各个领域，并取得了显著成就。