Bu telefonlar, verilerini doğrudan yeryüzündeki mobil kulelere değil, Dünya'nın yörüngesinde bulunan uydu sistemlerine gönderir ve alır. Bu sayede, hücresel şebeke kapsama alanının olmadığı yerlerde, özellikle doğal afetlerin veya savaşların etkisi altındaki bölgelerde iletişim sağlar.
Uydu telefonlarının çalışma prensibi, Dünya'yı çevreleyen uydular aracılığıyla gerçekleşir. Bu telefonlar, genellikle akıllı telefonlardan daha basit yapıya sahiptir; çoğunlukla sesli aramalar ve kısa mesajlar için kullanılır. Ancak, bu cihazların özellikleri, GPS gibi konum belirleme sistemleri ile karıştırılmamalıdır. GPS sadece konum tespiti yaparken, uydu telefonları sesli arama ve veri iletimi sağlar.
Uydu telefonları, jeosenkron (GEO) uyduları ve düşük Dünya yörüngesi (LEO) uyduları olmak üzere temel olarak iki ana türde çalışır. Jeosenkron uydular, Dünya'nın ekvatoru üzerinde sabit bir konumda bulunur ve geniş bir alana hizmet verebilir. Ancak, bu tür uyduların dezavantajı yüksek irtifada yer almaları nedeniyle iletim gecikmeleri ve sınırlı kutup kapsama alanıdır. Öte yandan, LEO uyduları çok daha düşük irtifada bulunur ve çok sayıda uyduya sahip bir ağ kurarak daha hızlı, düşük gecikmeli ve daha güvenilir hizmet sunar.
Uydu telefonları, özellikle izlenemezlik açısından cep telefonlarından farklıdır. Bu cihazlar, hükümetlerin cep telefonu şebekelerini izleyebilmesiyle karşılaştırıldığında, daha zor izlenebilir. Ancak, bazı hükümetler, uydu telefonlarının kullanımı ile ilgili sıkı yasaklar getirmiştir. Özellikle savaş bölgelerinde, bu telefonlar hayati öneme sahip olabilir, ancak hükümetler sinyal engellemeye çalışabilir.
Ayrıca, uydu telefonları ciddi bir maliyet unsuru oluşturur. Hem cihaz fiyatları hem de kullanım ücretleri geleneksel cep telefonlarına göre çok daha yüksektir. Ancak, bazı kullanıcılar için bu yüksek maliyetler, ulaşılamayan yerlerde iletişim kurma gerekliliği göz önüne alındığında, mecburi bir harcama olabilir. Uydu telefonları, iletişim altyapısının zayıf olduğu bölgelerde, kritik anlarda bağlantı sağlamak için vazgeçilmez bir araçtır.