Osnovna jedinica meteorologije jeste meteorološka stanica.Sve države imaju svoj osmatrački sistem koji je sastavljen od mreže stanica.Stanice se mogu podijeliti prema vrsti mjerenja i načinu rada na:
-glavne klimatološke stanice
-obične klimatološke stanice
-kišomjerne (padavinske) stanice

Glavne stanice su one na kojima je zaposleno 2-5 profesionalnih motritelja.Obično su to samostalni objekti sa radnim prostorom, te se na istim bilježe meteorološki podaci tijekom 24 sata.

Obične stanice su one na kojima je zaposleno 1 ili 2 motritelja koji obavljaju mjerenja u osnovnim mjernim terminima, a po potrebi i češće.

Kišomjerne (padavinske) stanice su one na kojima se obavljaju samo mjerenja padavina (najčešće samo kiše).Obično su to stanice postavljene na nepristupačnim terenima, bez infrastrukture ili čak u nenaseljenim područjima.Obično se postavljaju totalizatori koji registriraju padavine u dužem vremenskome razdoblju.U pojedinim slučajevima zapošljava se netko od mještana koji za rad dobiva odgovarajuču naknadu.
Svi osmotreni podaci na meteorološkim stanicama dostavljaju se u HMZ (Hidro-meteorološki Zavod), gdje se vrši njihova analiza i arhiviranje.Podaci se dostavljaju telefonskim putem, internetom ili nekim drugim načinom komunikacije.
Treba reći da postoje stanice na kopnu, moru ili u zraku.Stanice na moru su najčešće meteorološki brodovi, različite plutajuče platforme i dr.Podaci sa tih stanica također idu u međunarodnu razmjenu, a mjerenja se vrše u istim terminima kao i kod kopnenih.
U zračna mjerenja (visinska) spadaju mjerenja pomoču aviona , radiosondi ili pilot balona.Avionska mjerenja ne vrše sve države jer ih veliki broj nema mogučnost za ista.Najčešće se provode prilikom žestokih oluja, nevremena ili kod umjetnog djelovanja na vrijeme.

Večina meteoroloških instrumenata ( psihrometar, minimalni i maksimalni termometar, higrometar, termograf, higrograf...) smještaju se u meteorološki zaklon ( kućicu ).U zaklonu je osigurano stalno provjetravanje, te izoliranost od sunčevih zraka.Rezervoar termometara u kućici se smješta na 2 m iznad tla.Kućica je bijele boje kako nebi dolazilo do jakog zagrijavanje za vrijeme toplog i sunčanog vremena.