气象观测是对变化着的各种气象要素进行观察和测量，通常可分为高空观测和地面观测。气象地面观测的内容主要包括气温、湿度、降水、蒸发以及风和云等。这些气象观测资料是进行天气预报和气候特征分析的基础资料。
对大气的物理现象及其变化过程的系统的连续的测定工作，主要通过各种气象仪器进行，部分大气现象如云、光、电等用肉眼观测。又分地面气象观测和高空气象观测两种。
地面气象观测项目包括气压、气温、湿度、风向、风速、降水、积雪、蒸发、云、天气现象、能见度、日照、地温、冻土等气象要素。观测时间统一规定为北京时间2、8、14、20时。
高空气象观测项目有高空的风速、风向、气压、温度、湿度等。观测时间统一规定为北京时问8时和20 t寸。无线电探空仪和气象火箭是近代探测高空大气的主要工具，前者可由探空气球带到约30千米的高空，后者可达1130千米的高度。目前气象雷达已广泛使用，1960年出现了气象卫星。
