Работы по созданию спутника начались в 1983 году. Первый пуск космического аппарата был произведён 16 апреля1985 года с космодрома Плесецк. В общей сложности было произведено 16 пусков, 15 из которых были удачными и один завершился взрывом ракеты-носителя на 29 секунде полёта.
Первая серия спутников включала в себя 12 аппаратов, после чего к названию серии добавилась буква М (Фотон-М) и нумерация началась опять с единицы. Фотон-М отличается от предшествующей модели увеличенным вдвое среднесуточным энергопотреблением научной аппаратуры, расширенными сервисными возможностями, связанными с контролем бортовой и научной аппаратуры, доработанной системой терморегулирования.
В частности, проводятся эксперименты в области получения полупроводниковых и оптических материалов, молекулярных структур, выращивания кристаллов, определения уровня микроускорений, клеточной биологии, воздействия факторов околоземного космического пространства (вакуум, радиация и др.) на объекты, возвращаемые на Землю и пр.
После вывода на рабочую орбиту «Фотон» ориентируется в орбитальной системе координат, затем происходит отключение системы управления и космический аппарат осуществляет неориентированный полёт, за счёт чего обеспечивается благоприятная гравитационная обстановка на борту. После выполнения научной программы производится ориентация аппарата и спуск спускаемого модуля на Землю.
ЦУП частично потерял связь с биоспутником «Фотон-М4», выведенным на земную орбиту с Байконура 19 июля 2014 года, через несколько витков после выведения биоспутника на орбиту. Имевшаяся односторонняя связь показывала, что все служебные системы космического аппарата функционируют в соответствии с логикой работы бортового комплекса управления КА, но не позволяла выполнить довыведение аппарата на расчетную орбиту и контролировать состояние биообъектов на борту (на его борту находились гекконы и др. животные и растения)[2]. Связь удалось восстановить 26 июля 2014 года[3], было принято решение не поднимать КА на более высокую орбиту, а оставить его на опорной орбите на всё время выполнения экспериментов. 1 сентября 2014 года спускаемый аппарат биоспутника "Фотон-М4" совершил посадку в запланированном районе Оренбургской области[4].