氣象塔觀測方法是用裝有探測設備的氣象塔觀測大氣邊界層氣象要素鉛直方向分布的方法。第二次世界大戰後,隨著大氣邊界和污染擴散研究工作的開展,世界各國陸續建造了裝有各種氣象觀測儀器的專用氣象塔。該法具有工作連續穩定,效率高,投資少等優點。初期,是建立100米乃至更高(已達400米以上)的專用塔,後來開始借用電視塔、電訊塔等安裝氣象儀器設備,其投資更省、高度更高。1979年,中國在北京北郊建造了第一座塔高320米的專用氣象塔。儀器在塔上安裝的高度可根據需要和可能決定,通常是上疏下密,採用對數等間距分布。
塔上儀器有兩類:一類是鉛直梯度觀測儀器,主要用於測量溫度、濕度和風速等平均值隨高度的分布 ;另一類是大氣湍流測量儀器,連續測量溫度和風速的瞬時值。為了避免塔身對氣流和溫度的影響,儀器應儘量安裝在離塔身主幹較遠的伸桿上,並最好同時安裝互成180度方向的兩套儀器,以便根據當時的風向,選用其中的一套讀數。為了使各個高度上的儀器具有較高的可比較性,儀器性能必需相同,且還需經常進行平行對比。塔上多使用遙測儀器,配備計算機系統,以實現觀測程式、記錄、資料儲存和處理的自動化。