La décision de mettre en place le programme Pléiades résulte d'une étude approfondie de l'évolution des besoins des utilisateurs. Bénéficiant de tout l'acquis du CNES sur les programmes d'observation de la terre, un programme de coopération fut mis en place entre la France et l'Italie pour développer ORFEO, un système dual d'observation de la Terre à résolution métrique, dont Pléiades (France) est la composante optique et Cosmo-Skymed (Italie) est la composante radar.

Cette composante comprend deux "petits satellites" (masse de une tonne) offrant au nadir une résolution spatiale de 0,7 m et un champ de vue de 20 km. Leur grande agilité permet un accès journalier en tout point du globe, capacité essentielle pour les applications de défense et de sécurité civile, et une capacité de couverture indispensable pour les applications de type cartographique à des échelles meilleures que celles accessibles aux satellites de la famille SPOT. Par ailleurs Pléiades offre des capacités d'acquisition stéréoscopique pour répondre aux besoins de cartographie fine, notamment en zone urbaine, et pouvant intervenir en complément de la photographie aérienne.

Dans le respect des contraintes de l'accord franco-italien, des coopérations ont été mises en place sur la composante optique Pléiades avec la Suède, la Belgique, l'Espagne et l'Autriche.