中国紧急调动近10颗卫星，利用高分辨率对地成像、可见光拍照等技术对陆地、空中搜救马航失联客机行动提供支持。西安卫星测控中心启动调整卫星测控应急预案，对客机失联海域上空附近在轨运行卫星注入调姿指令。其中，部分卫星调整了原有工作计划，清空星上原有指令，全力投入搜救任务。
科研人员使用3月8日和3月10日卫星数据，在马航客机失联区域发现三处油迹带。3月8日，中国科学院遥感与数字地球研究所向国内外用户协调卫星数据，并提交了未来2-3日内的卫星紧急数据获取申请。卫星数据也显示了客机失联海域油迹带。
全国政协委员、“嫦娥三号”探测器系统首席科学家叶培建院士分析，尽管卫星从理论上对搜寻、搜救工作有很大作用，但卫星要成功地“搜到”失联客机，至少要满足三个条件——飞机有电子信号，卫星正好经过正确区域，以及经过的卫星具有足够的分辨率。
“有的卫星能‘搜集’到地面的电子信息，有的卫星能‘看见’地面上、海上的物体。从理论上，如果一架飞机在海上有有效的电子信号，卫星是可以搜到的；如果海面上、陆地上有明显的物体，也是能够看见的。”叶培建院士表示。
但他指出，具体到某一失联客机，还有两个问题需要解决：“一是卫星的时间分辨率要足够高——就好像在北京搜一个移动的物体，要正好有卫星飞过，才能看到；如果物体上午在某地，下午卫星才扫过，它也看不见；二是卫星的空间分辨率也要足够，所谓空间分辨率，就是‘你能看见多大的东西和多小的东西’，有的分辨率是几十厘米，有的是十米。”
叶培建院士还表示，卫星的时间分辨率可以进行人为调整，但那么大的海域“就一个国家的力量来讲，是有限的”。他认为，“如果全世界联手，经过失联海域的卫星应该还是很多的”，搜寻到失联客机的希望可能也增加一些。
10日，中国海上搜救中心制定了10日至12日的搜救方案，经与马来西亚、越南搜救机构协商一致后，将搜救方案提供给现场的中国海军绵阳舰、中国海警3411船，在划定搜救区域采用雷达、声呐对水上和水下目标进行了搜寻探测。截至10日21时，未发现可疑漂浮物和海底可疑点。
