Połowa lat 90. przyniosła w USA zmianę filozofii realizacji naukowych misji satelitarnych. NASA jako agencja badawcza miała jedynie opracowywać nowoczesne instrumenty, udowadniające słuszność proponowanych założeń inżynieryjnych (tzw. proof of concept). Jeśli rozwiązania testowane przez NASA sprawdziłyby się, miały zostać wdrożone w instrumentach budowanych z myślą o służbie operacyjnej, nad która nadzór sprawowałyby inne agencje rządowe (np. NOAA lub USGS). W duchu tej polityki dwa budowane sensory MODIS uznano za testowe prototypy NASA. Ewentualne późniejsze sensory miały być już operacyjnymi, więc prace nad nimi stały się częścią planu modernizacji amerykańskiej flotylli satelitów meteorologicznych.
Ostatecznie powstały dwa egzemplarze MODIS. Pierwszy (Protoflight Model, PFM) był gotowy w czerwcu 1997 roku i trafił na orbitę na pokładzie satelity EOS-AM (Terra) w grudniu 1999 roku, rozpoczynając regularne obserwacje 24 lutego 2000. Drugi egzemplarz (Flight Model 1, FM1) zainstalowano na pokładzie satelity EOS-AM1 (Aqua) i umieszczono na orbicie w maju 2002. MODIS/Aqua rozpoczął obserwacje 24 czerwca 2002.