הלוויינים הצבאיים, מסדרת "אופק", שוגרו מבסיס פלמחים בישראל, למעט הלוויין הצבאי טכסאר, ששוגר עבור ישראל מהודו. השיגורים הצבאיים בוצעו באמצעות משגר שביט, שפותח ויוצר בישראל על בסיס תכנון של משגר טילים צבאי ישראלי מדגם יריחו 2. הלוויינים האזרחיים שוגרו מבסיסי שיגור זרים, בהם קוסמודרום בייקונור בקזחסטן ובסיס החלל האירופי קורו בגיאנה הצרפתית. לוויין התקשורת "עמוס 6" נועד לשיגור מקייפ קנוורל בפלורידה אך התרסק על כן השיגור בטרם שוגר. לוויינים ישראליים זעירים שוגרו מהודו, רוסיה וארצות הברית.
לוויינים נבנים במדינות רבות, וכמעט כל מדינה בעולם משתמשת בשירותי לוויין, אך רק למדינות מעטות, ובהן ישראל, יש יכולת לשגר בעצמן לוויינים לחלל. יכולת השיגור של ישראל מוגבלת ללוויינים קלי משקל ולמסלולים נמוכים בלבד. ההשקעה של ממשלת ישראל בתחום החלל בשנת 2018 הייתה כ-82 מיליון שקלים (שעדיין נחשבת לנמוכה בהשוואה למדינות אחרות ובהשוואה לפוטנציאל לפיתוחים בתחום החלל). מעל 60 חברות בישראל וכ-2500 עובדים מועסקים בתחום החלל כגון פיתוח רכיבים ללוויינים והתעסקות בתחום החלל. באפריל 2019 הודיע ראש הממשלה לאחר ניסיון הנחתת גשושית ישראלית על הירח במימון תורמים, כי הוא שוקל לקדם "תוכנית חלל" ישראלית חדשה אשר תתוקצב במימון ממשלתי וציבורי. בין היוזמות שאושרו מאז, מענק של 20 מיליון שקלים למימון חלק מעלות הגשושית "בראשית 2" שתשוגר לירח ומימון לוויין התקשורת "דרור 1" שיהיה לוויין ממשלתי. כמו כן מ-2012 משרד החדשנות מדע וטכנולוגיה, רשות החדשנות וסוכנות החלל הישראלית מימנו מעל 60 תוכניות מחקר ופיתוח של חברות ישראליות בתחומי החלל בכ-160 מיליון שקלים. ב-2022 גיבשה סוכנות החלל תוכנית חומש להשקעה בתחום החלל בסכום של כ-600 מיליון שקלים הכוללת שלל פרויקטים לווייניים והשקעה בתחום המחקר והפיתוח וחברות ההזנק הישראליות בתחום לצד תוכניות לימודי החלל בתיכונים, אוניברסיטאות, הצבא ועוד לצד שיתופי פעולה בינלאומיים, התוכנית מחכה לאישור ולתקצוב מטעם משרד החדשנות (מדע וטכנולוגיה).
לווייני סדרת "אופק".
אופק היא סדרה של לוויינים ישראליים שהחלו בפיתוחם החל מ-1981. שני הלוויינים הראשונים בסדרה נועדו לניסויים, והיתר הם לווייני ריגול שנועדו לצילום לשם איסוף מודיעין צבאי. הלוויינים שוגרו משדה שיגור הטילים בבסיס חיל האוויר בפלמחים על גבי משגר הלוויינים "שביט". הלוויינים והמשגרים שלהם פותחו בתעשייה האווירית לישראל. המצלמות ומערכות האופטיקה יוצרו על ידי חברת אל-אופ.
לווייני סדרת "ארוס".
לווייני "ארוס" פותחו על ידי "התעשייה האווירית" על בסיס פלטפורמה דומה ללווייני הצילום "אופק" שבתכנונה. לווייני "ארוס" שוגרו בטילים רוסיים מדגם Start-1 מקוסמודרום סבובודני בסיביר ברוסיה שנסגר מאז.
לווייני אופטסאט.
לווייני אופטסאט הם הנגזרת האזרחית של משפחת לווייני אופק, המבוססים על אותה פלטפורמה ומטעדים, לטובת שימושים אזרחיים. כך למשל לווייני הצילום "ארוס" הישנים דומים לדגם הלוויין "אופסאט 2000" ואילו לוויין הצילום "ארוס C" יהיה מדגם "אופסאט 3000". הפלטפורמה מאפשרת גם מטעדים לשימושים נוספים כגון לווייני צילום מדעי או לווייני מכ"ם.
ב-20 באפריל 2009 שיגרה הודו לוויין מכ"ם בשם RISAT-2 שפותח בישראל על בסיס לוויין הטכסאר. על פי מקורות זרים אף אזרבייג'ן רכשה מישראל לוויין ריגול.
ב-2012 נסגרה עסקה עם איטליה שרכשה מישראל לוויין צילום צבאי משופר מסדרת "אופטסאט 3000" כחלק מהסכמי הרכש הצבאי ההדדי בשווי של 185 מיליון דולר (עלות הלוויין ובנוסף בניית תחנת קרקע לקליטת הצילומים). הלוויין שוגר ב-2 באוגוסט 2017 בשיגור משותף יחד עם הלוויין ונוס, בטיל וגה מתוצרת חברת אריאן ספייס הצרפתית-אירופאית (שייצרה בעבר את המשגר של הלוויין עמוס 1) ושוגר מבסיס החלל האירופי קורו בגיאנה הצרפתית.
לווייני סדרת "עמוס" שנבנו בישראל.
סדרת "עמוס" היא סדרת לווייני תקשורת אזרחיים שמרביתם נבנו על ידי התעשייה האווירית לישראל, והם מתופעלים על ידי חברת חלל תקשורת. הלוויין האחרון שבנתה התעשייה האווירית עבור חלל תקשורת הוא הלוויין "עמוס 6" שהתרסק על כן השיגור. עם הזמן, השם "עמוס" ניתן גם ללוויינים בייצור זר אשר מתופעלים על ידי חלל תקשורת (בעבר עמוס 5i, ועמוס 7 שהוחכרו כלוויינים משומשים לתקופת זמן קצרה של שנים ספורות, וכן עמוס 5 ועמוס 17 שלא נבנו בישראל אך נבנו במיוחד עבור חלל תקשורת).
לווייני מחקר.
לווייני המחקר הראשונים מתוצרת ישראל היו כאמור לווייני אופק 1 ואופק 2 ששימשו כניסוי לבניית לוויינים ראשונים מתוצרת ישראל, שיגורם לחלל במשגר ישראלי וכן יכולת תקשורת ביניהם למרכז התפעול.
לוויין "סלושסאט".
הלוויין "סלושסאט" (sloshsat) הוא לוויין ניסוי מדעי בפרויקט ישראלי-הולנדי-אירופאי משותף שמטרתו הייתה לבדוק את תופעת שכשוך הנוזלים במיכל לא מלא בחלל כגון מכלי דלק נוזליים בלוויינים וחלליות.
המיקרו לוויין נבנה כקוביה שאורך כל צלע בה הוא 90 ס"מ ומשקלו בהמראה היה 129 ק"ג. הלוויין שוגר בטיל "אריאן 5 ECA" מבסיס החלל האירופי קורו בגינאה הצרפתית יחד עם לוויינים אירופאים אחרים ב-12 בפברואר 2005.
לוויין ונוס.
סוכנות החלל הישראלית וסוכנות החלל הצרפתית שותפות במיזם לבניית לוויין המחקר המדעי המתקדם ונוס, המצויד במצלמה מולטי-ספקטרלית ומערכת הנעה חשמלית מתקדמת. ללוויין שתי משימות, מדעית - חקלאות מדויקת ותעוקת צמחייה ומשימה טכנולוגית, לבחינת מערכת הנעה חשמלית ובקרה אוטונומית. הלווין שוגר ב-2 באוגוסט 2017
נחתת הירח בראשית.
SpaceIL, הוקמה כדי להתחרות ב-Google Lunar X PRIZE במטרה לבנות גשושית קטנה המכונה "בראשית" שתשוגר לירח. ב-2017 הייתה אחת מחמש הקבוצות שנשארו בתחרות ובשלבי הגמר, ואמורות היו לשגר ב-2018. ב-23 בינואר 2018 הודיעה גוגל כי מכיוון שאף אחת מהמתחרות לא עמדה בלוח הזמנים הסופי לשגר את הגשושית עד סוף חודש מרץ 2018, התחרות הסתיימה ללא זוכה. בכל זאת הגשושית הישראלית שכונתה "בראשית" פותחה בסיוע תרומות ושוגרה ב-22 בפברואר 2019 באמצעות משגר "פאלקון 9" מפלורידה וניסתה לנחות על הירח ב-11 באפריל 2019 לאחר מסע של כשבע שבועות הכולל הקפות סביב כדור הארץ והירח עד לנחיתתה שהסתיימה בהתרסקות. לאחר כישלון הנחיתה הרכה הוכרז על כוונה לבנות גשושית המשך, אך בהמשך בוטל פרויקט גשושית ישראלית נוספת לירח שתחקה את ניסיון הנחיתה של "בראשית". לעומת זאת נחתמו הסכמים עם חברת מערכות הלוויינים הגרמנית OHB System AG לפתח יחד גשושית זולה לניסויים מדעיים עבור סוכנות החלל האירופית, ועם חברת firefly מארצות הברית לפתח את הגשושית "ג'נסיס" שתתבסס על הגשושית בראשית כהצעה לנאס"א לייצור משגר מסחרי זול לשילוח מכשור מדעי לירח. על פי ההצעות בשיתופי הפעולה, הגשושיות בפרויקטים הללו מיועדות להיבנות במפעל התעשייה האווירית ביהוד שבו נבנתה גם הגשושית בראשית. כמו כן נבחנת משימה "ישראלית" נוספת לנחיתה על הירח, אך כזאת שלא תסתפק בנחיתה מוצלחת בלבד אלא כזאת שגם תבצע גם ניסויים מדעיים שיקדמו את חקר הירח בצעדים נוספים. ב-9 בדצמבר 2020, הושק מיזם "בראשית 2" בטקס במשכן הנשיא. "בראשית 2" שעל פי המתוכנן תשוגר ב-2024, מיועדת להיכנס למסלול הקפה סביב הירח המיועד להימשך כשנתיים, ולכלול 2 נחתות זעירות שינסו לנחות על הירח ולבצע בו ניסויים. בינתיים המיזם עוסק בגיוס כספי תרומות למימון הפיתוח ועלות השיגור. ב-11 ביולי 2021 דווח כי המיזם גייס 70 מיליון דולר למימונו.
לוויינים זעירים.
לווייני דוכיפת.
הקיובסאט "דוכיפת 1" שוגר ב-19 ביוני 2014 מבסיס חלל רוסי במשגר חלל מסוג "דנייפר" יחד עם עוד 37 מיקרו לוויינים נוספים לגובה של כ-600 ק"מ. הלוויין הזעיר בנוי כקוביה שכל צלע בה באורך 10 ס"מ ומשקלו כ-853 גרם.
הלוויין נבנה במעבדת החלל שבמרכז המדעים בהרצליה על ידי תלמידי תיכון הנדסאים הרצליה שנעזרו בד"ר אנה הלר ממרכז המדעים. הוא יועד לשמש כניסוי לאיתור מטיילים אבודים באזורים נטולי קליטה סלולרית באמצעות קליטת אותות מצוקה ואיתור נקודת שידורם. בנוסף הלווין איפשר קשר בין חובבי רדיו בכל העולם ושימש כפלטפורמה חינוכית לתרגול תקשורת עם לוויינים.
ב-2014 הצטרפה מעבדת החלל של הרצליה לפרויקט האירופאי QB50 שבמסגרתו נבנה ננו לוויין נוסף בשם "דוכיפת 2" אשר שוגר ב-18 באפריל 2017 במשגר אמריקאי מסוג "אטלס 5" ממרכז החלל קנדי בפלורידה אל תחנת החלל הבינלאומית ומשם נשלח לרחף בחלל. משקלו בשיגור 1766 גרם וגודלו 10X10X20 ס"מ. בתכנון הלוויין השתתפו תלמידי בתי ספר ממספר מוסדות בישראל.
הלוויין "דוכיפת 3" שוגר ב-11 בדצמבר 2019 לאחר מספר דחיות במועד השיגור. דוכיפת 3 הוא ננו-לוויין בגודל 3 יחידות קיובסאט (10*10*34 סנטימטר) במשקל 2335 גרם וכולל מצלמה למחקר אקולוגי וציוד תקשורת לניסויי חובבי רדיו. "דוכיפת 3" תוכנן ונבנה בשיתוף פעולה של בית החינוך הניסויי המשותף 'שער הנגב' ושל מרכז המדעים הרצליה, כמו כן תלמידות מאולפנת עופרה. "דוכיפת 3" שוגר ממרכז החלל SHAR בהודו (סאטיש דאוון ספייס סנטר), על גבי טיל PSLV. מספר המשימה הוא PSLV-C48. הקשר עם הלוויין סבל משיבושים חודשים ספורים לאחר שיגורו עד שהופסק לחלוטין באפריל 2020. באפריל 2022 התחדש הקשר עם הלוויין.
לווייני DIDO.
חברת ספייס פארמה בנתה מספר נאנולוויינים בשם DIDO, המקיימים ניסויי מעבדה מדעיים בתנאי חלל.