Działanie telefonu satelitarnego jest stosunkowo podobne do działania telefonu komórkowego. Wyjątkiem jest to, że telefony komórkowe kierują połączenia z wieży komórkowej do istniejącej sieci telefonicznej, telefony satelitarne natomiast wykorzystują satelity.
Wykonywanie połączenia
Osoba wykonująca połączenie dzwoni pod wybrany numer, po czym telefon wyszukuje najbliższego orbitującego satelitę i wysyła do niego informacje o połączeniu.
Satelita przekazuje połączenie do najbliższego odbiornika naziemnego, zwanego gateway. Ta gateway próbuje wykonać połączenie. Jeśli połączenie do Australii pochodzi z Europy, gateway nie będzie w stanie wykonać połączenia przez istniejącą sieć telefoniczną. Gateway przekieruje połączenie do najbliższego satelity, który będzie kontynuował przekazywanie połączenia, aż dotrze do satelity, który połączy odbiorcę. W zależności od lokalizacji dzwoniącego i odbierającego może się to powtarzać kilka razy.
Rozmowa przekazywana jest przez satelity i jest odbierana przez sieć odbiorcy. Format rozmowy musi zostać przekonwertowany tak, aby można było ją odebrać na zwykłym telefonie komórkowym lub stacjonarnym. Po dokonaniu konwersji i nawiązaniu połączenia, dzwoniący i odbiorca mogą nawiązać połączenie.