自动气象站有多种类型，其结构基本相同，主要由传感器、采集器、系统电源、通信接口及安装支架等组成。当传感器受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换器组成。

自动气象站常用的传感器有：气压——振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器。气温——铂电阻温度传感器。湿度——湿敏电容湿度传感器。风向——超声波风向传感器。风速——超声波原理传感器。雨量——光学雨量传感器。蒸发——超声测距蒸发量传感器。辐射——热电堆式辐射传感器。地温——铂电阻地温传感器日照——直接辐射表、双金属片日照传感器；采集器数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输，其主要技术性能为：数据采样速率及算法规定。

采集器的电源能保证采集器至少七天正常工作，数据存储器至少能存储三天的每分钟气压、气温、相对湿度、1分钟平均风向和风速、降水量和各项目的每小时正点观测数据，能在计算机中形成规定的数据文件。