Quan trắc khí tượng là tiến hành quan sát, đánh giá liên tục một cách hệ thống hoặc riêng biệt, đồng thòi tiến hành chmh lí vói rửiững số liệu ghi chép được về tình trạng của không khí như các hiện tượng thòi tiết. Các yếu tố khí tượng thủy văn và quá trình biến hóa của chúng. Cùng vói sự phát triển của khoa học kĩ thuật, nội dung và phạm vi của quan trắc klií tượng cũng ngày càng mở rộng. Các hạng mục quan trắc chủ yếu gồm có mây, tầm nhìn xa, các hiện tượng thòi tiết, nhiệt độ, độ ẩm, gió, lượng mưa, độ bốc hoi, lượng bức xạ cho tới thòi gian mặt tròi chiếu sáng... Xét theo tứih chất, có thể chia làm quan trắc bằng mắt và quan trắc bằng các dụng cụ đo. Xét về mặt không gian, quan trắc được chia làm 2 loại: quan trắc mặt đất và quan trắc không gian.
Thông thường, để đảm bảo tírủì thống nhất trong công tác quan trắc và tíưh chuẩn xác của số liệu quan trắc, các máy quan trắc yêu cầu phải thống rủiất và các bước tiến hành quan trắc phải thống nhất. Điều ấy cũng có nghĩa là phải tiến hành quan trắc một cách đồng bộ vào những giờ quy định. Có như vậy thì mói có thể đem so sánh số liệu của các trạm vói nhau. Theo thông lệ quốc tế, ngưòi ta quy định một ngày phải tiến hành quan trắc khí tượng 4 lần, vào các giờ chuẩn theo giờ quốc tế là OOh, 06h, 12h và 18h. Nhưng do có rất nhiều hạng mục quan trắc, các quan trắc viên cũng không thể bảo đảm hoàn thàrứi tất cả những hạng mục ấy vào đúng khít so vói giờ quy định. Vì thế người ta quy định trong vòng nửa giờ, trước và sau giờ chuẩn, quan trắc viên phải hoàn thành nhiệm vụ quan trắc theo đúng thứ tự. Nhung cần chú ý, khi quan trắc áp suất không khí thì cần cố gắng làm vào sát giờ chuẩn.
Việc quan trắc không khí có một ý nghĩa vô cùng quan trọng, nó là cơ sở cho công tác dự báo thời tiết. Những người làm công tác dự báo thời tiết căn cứ vào các số liệu quan trắc này tiến hành nghiên cứu, phân tích về không khí và thòi tiết, từ đó đưa ra những dự báo và tổng kết rất có lợi cho đất nước và nhân dân.