中继卫星的核心优势是：实时全程测控、实时全程传输、降低测控成本
实时全程测控：中继卫星可以大幅提升航天器(如宇宙飞船、太空实验室、火箭、卫星)的测控覆盖率接近100%。增强了空间交会对接任务实施的安全性和可靠性，为实施手控交会对接、开展空间科学实验等提供了稳妥高效的天基测控通信保障。
实时全程传输：中继卫星作为在太空中运行的数据“中转站”，能使资源卫星、环境卫星等数据实时下传，极大提升各类卫星使用效益和应急能力，同时降低测控成本：最少只要3颗卫星，就可以进行全球中继卫星组网。如果中继卫星的功能足够先进，则可以替代大批地面卫星测控站和远洋测量船，经济效益是非常可观的。于是中国第一代数据中继卫星——“天链一号”，终于登场了。
2008年4月25日23时35分，首星“天链一号01星”，在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭发射，成功应用于神舟七号载人航天飞行任务，将“神舟”飞船的测控覆盖率从12%提高到40%以上。
2011年7月11日23时41分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将“天链一号02星”送入太空，神州飞船测控的轨道覆盖率提高到70%以上。2012年6月16日晚，当“神舟九号”飞船运行至第2圈，测控人员遥控天链01/02两颗中继卫星对飞船实施捕获跟踪，建立了星间双向通信链路。卫星传回了飞船轨道舱的实时画面。大屏幕上，3名航天员的一举一动、一颦一笑清晰展现。
01和02星的出场，看起来好像只是为了神舟和天宫系列飞行器测控做铺垫，在这场航天大戏中，天链传输卫星像一个接力手，更像是一个跑龙套的串场角色，而且还是一个近乎于在后台的龙套——在中国宇航员和神州飞船的耀眼光芒下，天链卫星的故事很少有人知道。在几个小时的神州飞船发射电视直播节目中，只有卫星管控总调度员的三句口令——“天路跟踪准备正常，星间天线回扫开始!”、“ 01星成功捕获神舟九号!前返向链路已建立!”、“ 02星成功捕获神舟九号!前返向链路已建立!”，让我们隐约的看到了天链划过天际的一丝身影。
2012年7月25日天链一号03升空
神九返回落幕之后大约1个月后，即2012年7月25日， 天链一号03星在西昌卫星发射中心成功发射。经过一段时间在轨验证和系统联调后，03星与01星、02星实现了全球组网运行，中国由此正式建成第一代中继卫星系统，并在航天领域愈来愈显现出其独特而深远的作用。
