航天测控系统的基本组成是遍布全球的陆地测控站。为确保对航天器轨道的有效覆盖并获得足够的测量精度，通常要利用在地理上合理分布的若干航天测控站组成航天测控网。因此根据测控区域的要求，陆地测控站分布范围很广，可以建在本国境内，也会建在全球任何适于测控的地方。
    美国在全球各地有数十个固定和机动的测控站。俄罗斯的测控站也非常多，主要分布在原苏联境内，其中拜科努尔发射场就有4个测控站,其它地方的太空跟踪系统和测控站不下20个。
    然而，由于受到地理、经济、政治等条件的限制，一个国家不可能通过在全球各地建立测控站的方式来满足所有的航天测控需求，即使目前最大的陆地测控网，也只能覆盖大约15%的测控范围。为此，各国发展了其它的测控方式，以弥补陆地测控站无力触及的测控盲区。

   海上测量船是对航天器及运载火箭进行跟踪测量和控制的专用船，它是航天测控网的海上机动测量站，可以根据航天器及运载火箭的飞行轨道和测控要求配置在适当海域位置。除跟踪测量遥控航天器外，还可以用于营救返回溅落在海上的航天员。
    据报道，目前美国现役的测量船有“红石”号、“靶场哨兵”号和“观察岛”号3艘；俄罗斯现役的测量船有“加加林”号、“柯玛洛夫”号、“克雷洛夫”号等21艘。中国现役的测量船有“远望”1-4号共4艘，5、6号2艘刚刚建成服役。

    西安卫星测控中心是中国航天测控网的信息交换数据处理中心；北京航天指挥控制中心是中国航天的指挥中心，具有多种卫星同时管理的能力。
    目前中国航天测控网中固定站有东风、青岛、长春、闽西、厦门、渭南、南宁、喀什、卡拉奇（巴基斯坦）、纳米比亚、马林迪站（肯尼亚）等13个陆基测控站，数个机动测控站和回收测量站，4艘“远望”号航天测量船。即将新增三亚测控站和2艘“远望”测量船。

    这是由于航天测控系统通信是以无线电微波传播为基础的，而微波信号又是直线传播，不能拐弯，由于地球曲率的影响，一个区域的测控站不可能实现对飞船的全程观测，因此只有用分布在全球不同地点的地面测控站“接力”才能完成测控通信任务。因此，一个国家无论在自己国家建了多少测控站，都满足不了大型航天任务跟踪测量的需要，因此，还需要在大陆延伸之外的海洋上部署航天测量船，或者，在太空中建立卫星观测与数据中继传输系统。