Le segment sol était un système distribué qui utilisait des ressources NASA, CNES et commerciales. Son fonctionnement et ses relations avec les autres éléments de la mission CALIPSO sont représentés dans le schéma ci-dessous.

Le segment sol était composé de trois principaux éléments :

• Le Mission Operations Ground System (MOGS), situé aux États-Unis (NASA LaRC), était composé de deux sous-systèmes majeurs : le Centre de Contrôle de la Mission (Mission Operations Control Center : MOCC) et le Système de Distribution des Données de la Charge Utile (Payload Data Delivery System : PDDS).
  • Le MOCC, situé au Langley Research Centre de la NASA (LaRC) à Hampton, Virginie. Il avait la charge de la coordination globale de la mission et du fonctionnement de la charge utile. Le rôle du MOCC et ses responsabilités incluaient le planning de la mission, la coordination du vol en formation, la génération des commandes de la charge utile, la surveillance de l'état de la charge utile et le suivi de la charge utile à long terme.
  • Le PDDS, développé par Ball Aerospace. L'infrastructure du PDDS incluait une station de réception Bande-X primaire et une secondaire pouvant recevoir la télémesure Charge Utile plusieurs fois par jour, un système de gestion du réseau réalisant les traitements de niveau 0, et des services transférant les fichiers de données au LaRC (NASA).
• Le Satellite Operations Ground System (SOGS), situé en France, était composé de quatre sous-systèmes majeurs :
  • La Station de Réception Bande-S (Telemetry and Telecommand Earth Terminal : TTCET), située à Aussaguel, avait la charge d'envoyer les télécommandes satellite et de recevoir la télémesure de servitude, fournissait les commandes Bande-S et la télémesure.
  • Le Centre d'expertise technique de l'imageur infrarouge était dédié à la surveillance en vol de l'IIR. Il était localisé à Toulouse et a été développé par CapGemini sous maîtrise d'œuvre CNES.
  • Le Centre de Commande Contrôle (Satellite Operations Control Center : SOCC), situé à Toulouse, servait de centre de contrôle satellite.
  • Le Réseau de Communication (Data Control Network : DNC) fournissait les liaisons entre le SOCC, la Station de Réception Bande-S, et les interfaces avec l'extérieur du SOGS, notamment avec le MOCC aux Etats-Unis.
• Le Centre de mission scientifique, situé aux États-Unis (NASA LaRC) :
  • L'Atmospheric Sciences Data Center assurait l'archivage et la distribution aux utilisateurs des produits standard opérationnels de la mission CALIPSO.

De plus, en France, le Centre de Gestion et Traitement des Données du pôle AERIS/ICARE diffusait des produits des missions de l'A-Train ainsi que des produits multicapteurs élaborés à partir de ces données. Le satellite Calipso a été désorbité le 1er août 2023 et la fin des données a eu lieu le 30/06/2023 pour AERIS.