1976年12月19日，第一颗KH-11卫星发射升空，拉开了美国应用图像传输型照相侦察卫星的序幕，使美国首次获得了实时侦察能力。这种卫星一共发射了9颗，其中8颗成功。
KH-11卫星的先进之处是采用了光电数字成像和实时图像传输技术。其主要遥感器是高分辨率CCD可见光相机、红外扫描仪、多谱段扫描仪和功能强大的反射望远镜系统。望远镜系统以巨大的放大率将地物的辐射能量引入视场，然后再送至每个遥感器进行光谱分离，形成的图像经放大、数字化后，传送到中继卫星或其他卫星再转发至贝尔沃堡地面站。
KH-11的高分辨率CCD相机可拍摄地面分辨率达0.15米的详查图像，能区分地面上的军人和平民，看清大型武器的装备细节，而红外和多谱段扫描仪则可以不分昼夜地确定导弹、车队和发射架的位置，并能把伪装和人工植被同真实植物和树木区分开来。该星的侧视能力允许其拍摄其地面轨迹两侧一定范围内的目标，使它每天有效飞过目标的次数由两次增加到4次。其轨道机动能力不仅能改变卫星轨道高度，还可以改变轨道平面，从而飞临重要目标附近进行拍照。它每3个月升轨一次，设计寿命3年，运行在300～1000公里的轨道上。
KH-11既能详查，也能普查，普查时的分辨率为1～3米。一般是由两颗KH-11协同工作，彼此的轨道面相隔48.7度，其中一颗在上午10点左右对目标拍照，另一颗随后在下午3点左右拍照。这样每颗卫星每4天重复一次其地面轨迹。
该星刚开始是保密的，但1978年一名美国中情局雇员在希腊把一份KH-11系统手册卖给了一名克格勃间谍，从而使KH-11代号首次公布于世。
1980年，一颗KH-11发现苏联正在制造一艘比美国的三叉戟导弹核潜艇还要大的潜艇；同时KH-11还观察到苏联正在某地将SS-20和SS-16两种导弹并排摆放在一起，由此得出结论，苏联想利用美国侦察卫星送回的照片来故意模糊这两种导弹的外观相似性。在海湾战争中，KH-11也大显神通。
正因为有如此显赫的身世，美国军方非常担心，一旦卫星残骸落入“潜在对手”国家境内，那么卫星上的“绝密”就可能落入他人手中，这是美国军方和政府不愿意看到的结果。
