自动气象站是一种能自动地观测、存储和传输气象观测数据的现代化设备。
自动气象站由硬件和计算软件组成。硬件包括传感器(如：电子感温元件、压敏元件等)、采集器、通讯接口、系统电源(如太阳能电池)，计算机等。
它的工作原理是：随着气象要素的变化，传感器输出电量发生变化，经过数据采集器处理，得出各个气象要素值，存储在计算机内并通过网络传输到气象台的计算机上，人们只要在室内就能完成气象观测。
自动气象站的建立使得加密观测点和在偏远、无人的地区进行气象观测成为可能，是气象探测的发展方向。
未来的气象探测将地表、空间和天际系统发展，全方位监测大气变化。
一是地面系统。加密自动气象站网，包括在海洋上建站，为气象业务提供详尽的资料。气象雷达探测采用多普勒雷达等更先进的雷达并组成网络，加强大气雷电监测。
二是空间系统。在气球探测的基础上，未来还会利用飞机进行气象探测。
三是天际系统。气象卫星将更加先进，输出产品更多，云图的分辨率更高，观测时间更密，既有遥感探测，还有装备了雷达的卫星主动探测。开展大气成分观测，监测臭氧、二氧化碳等影响气候气体的变化。
