W misji biorą udział dwa identyczne satelity: Sentinel-2A i Sentinel-2B. W 2015 r. Sentinel-2A został umieszczony na tej samej orbicie, ale w odstępie 180°. Dwa satelity na orbicie umożliwią pozyskiwanie obrazu całej Ziemi od szerokości geograficznej 56°S do 84°N w ciągu pięciu dni.
Misja Sentinel-2 przyczynia się do zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego poprzez dostarczanie informacji dla sektora rolniczego. Sentinel-2 ze swoim instrumentem multispektralnym to pierwszy optyczny satelita do obserwacji Ziemi, który uwzględnia trzy pasma z "czerwonego skraju" widma, które dostarczają informacji o stanie roślinności. Zdjęcia Sentinel-2 umożliwiają rozróżnianie typów upraw oraz tworzenie różnych indeksów, takich jak indeks powierzchni liści, zawartości chlorofilu w liściach i zawartości wody w liściach, które mają znaczenie dla dokładnego monitorowania wzrostu roślin.
Informacje tego rodzaju umożliwiają podejmowanie świadomych decyzji, od dobierania ilości wody lub nawozu w celu zmaksymalizowania plonów do formułowania strategii zapobiegających zmianom klimatu. Przynosi to korzyści gospodarcze, ale jest również ważne dla krajów rozwijających się, które mają problemy z zapewnieniem bezpieczeństwa żywnościowego.
Sentinel-2 monitoruje też stan i zmiany powierzchni lądów oraz pokrywę leśną na całym świecie. Misja dostarcza informacji o zanieczyszczeniu jezior i wód przybrzeżnych, a zdjęcia powodzi, erupcji wulkanicznych i osunięć ziemi pomagają w przygotowywaniu map katastrof oraz ułatwiają prowadzenie działań humanitarnych.
Instrument fotograficzny wykorzystuje 13 kanałów widmowych, od światła widzialnego do podczerwieni, aby dostarczać multispektralne obrazy Ziemi z rozdzielczością do 10 metrów i polem widzenia o szerokości 290 kilometrów. Bardzo duża szerokość skanowania umożliwia szybkie gromadzenie danych o całej powierzchni Ziemi.
Sentinel-2 może też używać systemu EDRS (European Data Relay System). EDRS to sieć laserowych modułów komunikacyjnych w satelitach na orbicie geostacjonarnej i niskich orbitach okołoziemskich. System ten, znany również jako "kosmiczna infostrada" ("SpaceDataHighway"), jest budowany przez Airbus na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). EDRS gwarantuje szybką dostępność danych istotną zwłaszcza w zastosowaniach wrażliwych na upływ czasu, takich jak monitorowanie środowiskowe, reagowanie kryzysowe oraz misje bezpieczeństwa. Sentinel-1 i -2 to pierwsze satelity obserwacyjne wyposażone w laserowy terminal komunikacyjny firmy Airbus. EDRS-A, pierwszy dedykowany satelita przekaźnikowy programu "SpaceDataHighway", został wyniesiony na orbitę 30 stycznia 2016 r. "Kosmiczna infostrada" jest otwarta dla ruchu od listopada 2016 r.
Misja Sentinel-2 jest realizowana dzięki bliskiej współpracy między ESA, Komisją Europejską, przemysłem, dostawcami usług i użytkownikami danych. W jej przygotowaniu brało udział ponad 40 firm z 20 krajów. Niemiecki oddział Airbus Defence and Space dostarczył satelity, francuski opracował instrumenty multispektralne, a hiszpański odpowiadał za mechaniczną strukturę satelitów.
Aby zagwarantować ciągłość dostarczania danych, Airbus obecnie buduje dwa kolejne satelity optyczne, Sentinel-2C i -2D, które mają być gotowe do startu w 2020/2021 r.
