GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) était une mission conjointe aux agences spatiales américaine et allemande basée sur 2 satellites identiques : GRACE-A et GRACE-B. Surnommés « Tom et Jerry », ces 2 satellites s’envoyaient en permanence des trains d’ondes électromagnétiques permettant de déterminer la distance les séparant avec une précision micrométrique – soit de l'ordre de grandeur de l'épaisseur d'un cheveu humain. Cette distance de 150 à 300 km (ajustable par manœuvres) variait de quelques dizaines de mètres sous l'influence des irrégularités du champ de pesanteur dans lequel les satellites évoluaient.

En mesurant de manière continue ces modifications de distance, les scientifiques reconstituaient des cartes détaillées du champ de gravité terrestre jusqu'à une résolution spatiale de 200 km. Ces cartes mensuelles ou décadaires du « géoïde » mettent en évidence les évolutions temporelles des masses d'eau, de neige ou de glace, voire même les déformations dues aux grands tremblements de Terre. Ces informations sont cruciales dans l'étude des océans, de la géologie et du climat de la Terre, notamment dans le contexte du réchauffement climatique.

GRACE était complémentaire à la mission européenne GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) qui s'est achevée en 2013 et qui a permis de dresser le géoïde de la Terre à une résolution spatiale plus fine, de l'ordre de 100 km. De nombreux laboratoires français dont l'équipe de Géodésie spatiale du CNES sont impliqués dans l'exploitation des données de GRACE.

Cette collaboration continue avec GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow-On), une 2ème série de satellites jumeaux lancés le 22 mai 2018 par les agences spatiales américaine et allemande.