定義
高空氣象站是指設在陸地或海上實施高空氣象觀測的場所，又稱高空站，其主要任務是定時施放測風氣球和探空氣球探測高空氣象要素值，並將獲取的資料按世界氣象組織規定的統一格式整理、編報，通過通信系統傳輸給有關部門。
設備及場地要求
設備和場地除施放的無線電探空儀外，主要有探空信號接收機和記錄設備。氣球追蹤系統，在陸地主要有光學經緯儀、無線電經緯儀、一次或二次測風雷達；在船舶上常用導航測風方法或無線電測風儀 。根據處理記錄的自動化程度,有計算工具或計算機系統。其他還有制氫設備等。有的站尚有檢查校準探空儀或測風儀的設備。氣象站觀測點周圍要求空曠，無高大建築物或其他障礙物，盛行風的下風向要求平坦。
高空氣象站使用的常規探測氣球升速一般為6～8米/秒，約上升到30千米高空後自行爆裂。探空氣球是人類研究平流層的重要工具，在氣象學發展和天氣預報工作中探空氣球起到了重要作用。
觀測及操作要求
世界各地的高空氣象站每日按規定進行定時觀測。各高空站觀測時間，全球統一為世界時00、06、12、18時（每天4次），或00、12時（每天2次）。根據任務的不同，在中國每日07時、19時(北京時)觀測兩次或每日01時、07時、13時、19時(北京時)觀測四次高空大氣狀況。
每次定時高空氣象觀測的結果，編成電碼，在規定時間內，發至指定單位。高空氣象觀測人員，在探空儀施放前的若干天內，需對探空儀進行仔細檢查，並準備好充足的氫氣，處理好探空氣球，對探空儀的無線電發射機及電池進行測試檢查。在施放探空儀前1～1.5小時，將準備施放的探空儀拿到百葉箱內暴露，在施放前半小時，進行基值測定，並進行初算，初算的結果用來對氣象要素進行基值訂正。在規定的觀測時刻，施放探空氣球，接收信號，並用經緯儀或測風雷達跟蹤氣球。然後整理記錄，編髮電報，並按規定編制報表上報。
站網分布情況
為了掌握全球大氣的變化規律，全球的高空站已超過1000個。根據天氣分析預報的要求，一般陸地站間距離不超過 300公里，海洋及人煙稀少地區不超過1000公里。實際上海洋及荒漠地區的站網密度尚未滿足要求。
除上述為天氣分析建立的站網以外，尚有專門為科研、航空和軍事目的而建立的高空氣象站，以及利用船舶和飛機建立的流動高空氣象站。有些站除進行溫度、氣壓、濕度、風等常規項目探測外，根據需要還進行天電、電位梯度、露點，臭氧、輻射等特殊項目的探測。
中國的高空氣象觀測站於1930年 1月建在南京北極閣。50年代中國組成了相當密集的高空氣象站網。1981年 5月起，中國大部分高空氣象站已開展每日4次無線電測風定時觀測。
高空氣象站網的建立是氣象業務發展的一個重要方面。高空大氣的活動情況，對於地面天氣系統的發生髮展，有著非常密切的關係。為了更好地認識大氣變化規律，提高天氣預報準確率，適應服務的需要以及獲取高空各層次的氣象資料，建立近地層的高空氣象站網具有一定的必要性。
