С 1975 года в системе «Метеор» начал применяться ИСЗ «Метеор-2» - второе поколение советских метеорологических ИСЗ, который обладает значительно более высокими динамическими характеристиками и более совершенной научной метеорологической аппаратурой. ИСЗ «Метеор-2» снабжен системами для сбора метеорологической информации и служебной аппаратурой, обеспечивающей нормальные условия работы всех бортовых систем – поддержание в заданных пределах температуры и других параметров газа внутри корпуса, ориентацию, энергопитание, а также точные измерения элементов орбиты, телеметрические измерения параметров бортовой аппаратуры и передачу всей информации по радиоканалу на Землю для ее приема и обработки. На борту ИСЗ «Метеор-2» установлены три вида оптико-механической сканирующей ТВ аппаратуры, работающей: в видимом участке спектра (0,5 – 0,7 мкм) для получения глобальных изображений облачности и подстилающей поверхности с шириной полосы обзора 2200 км (при разрешении 1 км в надире); в режиме непосредственной передачи изображений облачности и подстилающей поверхности с шириной полосы обзора 2100 км (при разрешении 2 км); в ИК участке спектра (8 – 12 мкм) для получения глобальных изображений облачности и подстилающей поверхности на освещенной и теневой сторонах Земли с шириной полосы обзора 2600 км (при разрешении 8 км). Оптико-механическая сканирующая ТВ аппаратура работает при высоте Солнца над горизонтом более 5°. На борту ИСЗ установлен также комплекс радиометрической аппаратуры для непрерывных наблюдений за потоками проникающих излучений в околоземном космическом пространстве и сканирующий восьмиканальный ИК радиометр для получения глобальных данных о вертикальном распределении температуры. «Метеор-2» имеет активную систему ориентации корпуса с исполнительными электродвигателями-маховиками, обеспечивающими постоянную ориентацию ИСЗ относительно орбитальной системы координат. Таким образом осуществляется постоянное направление на Землю приемных устройств метеорологической аппаратуры. Точная ориентация существенно упрощает географическую привязку метеоинформации при ее наземной обработке, так как отпадает необходимость учитывать угловое положение ИСЗ. Электропитание от СБ (с кремниевыми преобразователями), которые имеют автономную электромеханическую систему слежения за направлением на Солнце. В состав бортовой энергетической установки входит также буферная аккумуляторная батарея с блоком управления (для контроля, защиты и регулирования поступления электроэнергии от СБ для зарядки аккумуляторов).  Длительность автономного активного функционирования на орбите достигается благодаря включению в состав бортовой системы управления специального многофункционального программно-временного устройства, управляющего работой метеорологических приборов и аппаратуры, передающей информацию с ИСЗ на наземные приемные станции. Точная синхронизация работы всех бортовых регистрирующих и запоминающих устройств, необходимая для последующей географической привязки информации, обеспечивается единым источником сигналов стабильной частоты. Прямая передача изображений, получаемых в видимом и ИК участках спектра, производится на частоте 137,3 МГц и может приниматься наземными пунктами, расположенными в любой точке земного шара. Эти функциональные системы образуют основу длительно действующей космической орбитальной астрофизической обсерватории, в которой может быть установлена как метеорологическая, так и научная астрофизическая аппаратура. За один оборот вокруг Земли ИСЗ «Метеор-2» может снимать ТВ и ИК информацию с территории, составляющей около 20% площади земного шара. Все спутники «Метеор-2» запускаются РН «Союз» на орбиты близкие к круговым (высота 900 км), с углом наклона 81,2°.