航空天氣預報的觀測設備包括特有的氣象自動觀測系統（AWOS），這種系統能夠實時獲取跑道周邊及延長線范圍內的多種氣象要素，以及其他與航空飛行安全有關的天氣狀況。這些要素主要包括氣溫、氣壓、濕度、風向風速、能見度、天氣現象，以及航空特別需要的跑道視程。在跑道中線上，飛機上的飛行員能看到跑道面上的標志或跑道邊界燈或中線燈的距離。對于高空觀測資料，我們依靠天氣雷達、風廓線雷達以及氣象衛星來獲取。常規的天氣雷達能夠監測雷暴、龍卷風和臺風等強風暴系統，同時也能監視暴雨、冰雹等局地強對流天氣。而先進的多普勒天氣雷達，通常安裝在機場附近，除了具備一般天氣雷達的監測功能外，還能監測降水云團中的風場情況，以及由陣風鋒、下擊暴流或龍卷風等強對流引起的風切變。此外，還有一種觀測手段，就是通過機載氣象探測器和導航系統實時探測風、溫度和高度等物理量。這些數據記錄在飛機起飛、爬升、巡航飛行以及降落整個過程中的氣象，并通過計算機處理實時傳送給用戶。這項工作與中國氣象局合作多年，被稱為航空器氣象資料下傳（AMDAR）。