Ein Bahnverfolgungsschiff oder Telemetrieschiff dient der Verfolgung von Raketen und ähnlichen Flugkörpern, wenn diese – wie aus Sicherheitsgründen häufig praktiziert – über See gestartet werden bzw. ihre Bodenspur über den Ozean führt. Sie sind dafür mit Antennen, Radar und den entsprechenden Funkanlagen zum Empfang von Signalen des Flugkörpers wie auch zum Absetzen von Kommandos, z. B. zur Flugbahnkorrektor, ausgestattet und können die Reichweite von Bodenstationen erheblich vergrößern. Ebenso können sie zur Kommunikation mit Satelliten oder Besatzungen während des Fluges eingesetzt werden.
Die Bedeutung von Bahnverfolgungsschiffen ist seit den 1970er-Jahren zurückgegangen, da in heutiger Zeit bereits in hohen Umlaufbahnen befindliche Satelliten bessere und kostengünstigere Verbindungen bieten können.