与此前发射的采用普通光学成像，只能看到物质形状、尺寸等信息的高分卫星不同，高分五号卫星是我国光谱分辨率最高的遥感卫星，具备光谱成像技术，可探测物质的具体成分。卫星可实现紫外至长波红外谱段的全谱段观测，探测工作模式多达26种，星上载荷光谱定标精度达0.008波数，为国内卫星之最。高分五号卫星是实现我国高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。

高分五号卫星运行在轨道高度705km的太阳同步轨道，卫星设计寿命8年，采用SAST-5000B平台，是高分系列卫星中搭载载荷最多的卫星。

高分五号卫星搭载了六种类型的有效载荷，包括先进超光谱成像仪（AHSI）、可见光和短波红外高光谱相机（VIMS）、温室气体监测仪（GMI）、大气环境红外探测器（AIUS）、环境监测仪器（EMI）、大气气溶胶多角度偏振探测仪（DPC）。这些仪器可对大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水华、水质、核电厂温排水、陆地植被、秸秆焚烧、城市热岛等多个环境要素进行监测。它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白，可满足环境综合监测等方面的迫切需求。

同时，为促进卫星数据应用、服务“一带一路”沿线国家和地区，中国国家航天局提出了高分五号卫星数据应用国际合作计划，旨在鼓励和促进高分五号卫星数据应用，服务“一带一路”国家和地区，构建高光谱遥感国际化科研交流环境，推动高分五号卫星的国际合作进程。