2021年5月19日12时03分，由航天科技集团五院抓总研制的海洋二号D星在酒泉卫星发射中心由长征四号乙运载火箭成功发射。该星将与2018年发射的海洋二号B星、2020年发射的海洋二号C星在轨组网，建成海洋动力环境监测网。
海洋环境监测是海洋环境保护的“哨兵”和“耳目”，是关系到海洋环境保护事业健康发展的前提和基础，是防止和消除海洋环境污染，较少损害的重要手段。
随着三星组网，全球海洋监测的覆盖能力达80%以上，海洋监测的效率和精度大幅提升，达到先进水平，将高效服务于我国海洋防灾减灾、海上交通、发展海洋经济等工作。
海洋二号系列卫星装载雷达高度计，可以获取有效波高、大洋环流、全球海浪等数据。该设备与校正辐射计配合工作，能够及时获取全球海洋有效波高信息，精度达到0.5米，可以有效监测、预测灾害性海浪，观测精度高。
除了测量有效波高之外，海洋二号系列卫星装载雷达高度计还可以精准地完成全球海面高度的测量。据卫星设计师介绍，海洋二号D星海面高度测量精度优于5cm，已达先进水平，将为全球性气候研究提供数据支撑。
此外，海洋二号系列卫星均装载微波辐射计，可用于海面温度测量，辅之以雷达高度计，可识别出大洋中的锋面和中尺度涡，为探测大洋渔场分布情况等提供可靠的数据支撑。
我国2011年发射的海洋二号A星具备了稳定的海平面变化监测能力，随着海洋二号B星、海洋二号C星、海洋二号D星的发射实现了接续观测，为全球海平面观测贡献了高质量的测高数据，海洋二号系列卫星纳入全球海平面的观测应用体系。