نحوه کار استارلینک به این صورت است که شرکت اسپیس ایکس مجموعه‌ای بزرگ از ماهواره‌های کوچک در مدار پایین زمین (حدود ۳۴۰ تا ۱۲۰۰ کیلومتری زمین) استفاده می‌کند. این ماهواره‌ها به‌طور منظم در فواصل کوتاه به فضا پرتاب می‌شوند و با هم شبکه‌ای از پوشش جهانی ایجاد می‌کنند.
به گزارش تجارت نیوز، کاربران برای دریافت اینترنت استارلینک باید یک دیش کوچک به نام "ترمینال" را در محل خود نصب کنند. این دیش به‌صورت خودکار با ماهواره‌های استارلینک در آسمان ارتباط برقرار می‌کند و سیگنال‌های اینترنت را دریافت و ارسال می‌کند.
ارتباط بین ماهواره‌ها و زمین: ماهواره‌های استارلینک با استفاده از امواج رادیویی و لیزر‌های نوری با هم و با دیش‌های کاربران ارتباط برقرار می‌کنند. این سیگنال‌ها از ماهواره به دیش کاربر و سپس به ایستگاه‌های زمینی (Gateway) منتقل می‌شوند که به شبکه‌های اینترنتی جهانی متصل هستند.