農業氣象站是在田間測量土壤水分、溫度、氣壓、光照等氣象要素，利用無線傳感技術采集土壤環境參數，通過無線網絡實時傳輸到計算機上計算得到天氣預報結果。當預報有大霧、冰雹、暴雨、大風等災害性天氣發生時，可在第一時間向有關部門發出警報，以保證農業生產和人民生命財產安全。

它主要用于農業氣象監測預報、災害預警、氣象災害預報、農業管理和畜牧業等方面。并可作為農業科學研究及農業技術推廣單位進行農業生產時，氣象觀測工作的重要依據和科學指導生產和科學管理服務的手段。農業氣象站是一種以氣象站為基礎組成的多參數自動觀測系統。氣象觀測是一種綜合科學研究方法以及對農業生產中某些氣象要素進行觀測、分析、預測和預報、預測等工作時叫做應用氣象服務。

一、土壤水分測量

土壤水分測量主要用于測定土壤含水量，也可測定土壤表面水分。其基本原理是利用土壤水分的蒸發潛勢，利用不同深度的水分溶液對空氣中水分濃度發生不同的吸收或轉化效應而得到。常用的有蒸汽干燥法和化學干燥法。采用濕式測量法，由于水分在土壤中無法完全蒸發后水分含量等于蒸發量時稱為干濕度。當水分超過一定值時，就表示土壤含水量已超過飽和程度。

二、溫度測量

溫度測量是氣象、農業、環境科學研究的重要基礎之一。由于其受氣候影響較大，研究資料中的重要資料，對于對農業生產具有重要意義之價值，就更大了。由于各種作物對于溫度、濕度等都有一定的要求。

溫度測量主要有兩種：一是測量溫濕度值;二是測量溫度變幅。溫濕度計主要用于測量各作物表面溫度;溫濕度計用于測量作物葉片溫度和其他物體表面溫度。例如：溫度濕度計應用于農業生產中測量農作物對溫度濕度要求比較嚴格。特別是在農業生產中經常遇到溫度不穩定等氣象問題。而溫濕度計是利用熱敏電阻原理測量物體在不同環境下的溫度變化速度和溫度變化幅度來測定外界對溫度變化的適應程度;其缺點是溫度、濕度傳感器本身質量和測量精度問題。通過對作物溫度計進行校正處理可以使其準確度提高幾十倍甚至更高。

三、光照，濕度測量

光合作用：植物光合作用能為植物提供必要的營養物質。植物生長發育對光照有嚴格的要求。作物生長所需營養物質主要來自于光照，太陽照射是植物生長、發育和正常生長的必要條件。因此需要有充足光照。日照時數越多，植物吸收光照越多。

四、降水測量

在干旱地區，農民常采用的一種降水方法就是用水泵抽掉地下水。但因抽水設備需要大量工人到場，作業成本高，抽水不及時很容易造成大面積減產。因而，發展大規模人工降雨成為發展旱作農業可持續發展的一個重要途徑。在這樣的條件下，進行降水測量就顯得十分重要。

目前在全國各地建立有許多抽水設備。在農業中應用主要有兩種方式，一種是在田間進行人工抽水;另一種是采用自動裝置對降水進行監測。兩者是可以互相交流而實現自動觀測、自動計算得到降水量。

農業氣象監測可以用于農業生產、農業設施及農林牧業生產中對降雨數據及農業生產活動的觀測與監視、統計及分析;防災減災和規劃中的雨量觀測與自動氣象設施管理工作;農業水利設施工程設計等方面。

五、風雨天氣測量

風雨計采用溫度傳感器，測風，雨，溫度計，風速計等儀器裝置安裝在地面或建筑物上。當天氣晴朗時，側風為1米左右;天氣不好時，測雨時為0.5米/秒。可對風、雨的大小進行自動計算，并在電腦上顯示或打印出氣象預報。同時也可對暴雨、大風預警工作進行輔助。