自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备，主要由传感器、采集器、通讯接口、系统电源等组成，随着气象要素值的变化，各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值。

       自动气象站观测项目主要包括气压、 温度、湿度、风向、风速、雨量等要素，经扩充后还可测量其它要素，数据采集频率较高，每分钟采集并存储一组观测数据。

       自动气象站根据对自动气象站人工干预情况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站。自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过通信电路组成的。

       自动气象站一般设置于条件恶劣、无法建立人工气象观测站的地区。自动气象站能搜集和提供气象参量信息(如气温、气压、湿度、风力、风向、雨量等），积累各地区的气象资料，并通过无线电发射机自动地定时发往相距数百公里的中心气象台。中心气象台收到气象信息后可进行实时显示，也可记录和存储下来供以后进行气象分析和气象预报之用。自动气象站一般是用各种传感器对大气压力、温度、相对湿度、风向、平均风速、最大风速、累计雨量和降水现象等参量进行自动测量，并将测量结果变换成电信号，再由无线电发射机发往中心气象台。自动气象站为了节省电源功率,无线电发射机不是连续工作的。它只是在收到中心气象台发出的开机指令后才开始工作，发送气象参量信息。与人工气象站不同的是，自动气象站不能报告云的种类和云量。此外，降水测量是对雪显得有点问题，因为量器必需在每次测量时清空。对于目前的技术所限，那些接触不到传感器的天文现像，例如雾，仍然要人手监测。

       自动气象站是由电子设备或计算机控制的自动进行气象观测和资料收集传输的气象站，通常有以下三种形式： 

       有线遥测自动气象站 

       仪器的感应部分与接收处理部分相隔几十米到几公里，其间用有线通信电路传输。由气象传感器、接口电路、微机系统、通讯接口等组成。传感器将气象信息转换成电信号由接口电路输出。微机系统是它的心脏,负责处理接口电路及观测员通过键盘输入的信号,并将处理结果输出显示、打印、存盘,也可通过接口送到信息网络服务系统。这种自动站早期用于实时查询气象资料,现在逐渐取代气象站日常主要观测工作。 

       无线遥测气象站 

       又称无人气象站。它包括测量系统、程序控制和编码发射系统、电源三部分组成。气象要素转换成电信号的方式常见有机械编码式和低频调制式两种,前者多使用机械位移的感应元件,使指针在码盘上位移而发出不同的电码；后者多使用电参量输出感应元件,使它产生一个低频变化的信号,然后将此信号载于射频上发射。无人气象站通常能连续工作一年左右,每天定时观测4─24次。可在1000公里之外的控制中心指令或接收它拍发的电报,也可利用卫星收集和转发它拍发的资料。该站通常安置在沙漠、高山、海洋(漂浮式或固定式)等人烟稀少的地区,用于填补地面气象观测网的空白处。 

       长期自动气象站 

       长期自动气象站是一种仅仅用于收集资料的气象站。它的资料不对发送，由工作人员定期取回。2005年中国珠峰综合科考队的科学家们在珠峰海拔6520米的东绒布冰川垭口，成功搭建起了一套长期自动气象观测站，这是目前世界上海拔最高的自动气象观测站。这个自动气象观测站分为两层，能够每10分钟获取一次大气温度、湿度、风向、风速等数据，其中的雪探测仪设备还可以每10分钟获得一次雪深的数据，超声探测仪可以获得三维的风速风向和二氧化碳通量等第一手数据。