作為一種常見的氣象數據收集工具，探空氣球，會攜帶有組裝好的數字探測儀，系于巨大的白色氫氣球上。放飛后，氣球迅速升空，不到1分鐘便消失在天空中。但觀測室外的雷達卻能在任何天氣條件下發現數字探測儀的信號。
氣壓、溫度、濕度3個氣象要素的探測，是利用探空儀里的傳感器實現的。通過依靠數字探測儀上的氣壓、溫、濕度傳感器等元件，可以采集到空中的氣壓及溫、濕度信息。
其具體原理是：氣象高空探空儀，由對溫度、氣壓、濕度反應靈敏的傳感器感應元件及轉換電路組成。其中，傳感器元件的電參量隨著空氣中的溫度、氣壓、濕度的變化而變化。而轉換電路則對變化的電參量進行采集、編碼而形成探空數字信號，并通過探空儀發射機發回地面，雷達把探空數據接收下來，就得到空中不同高度的溫度、氣壓和濕度3個氣象要素的資料了。
雷達將氣壓傳感器、濕度傳感器等測得的信息成功捕捉后，這些信息數據就會出現在電腦屏幕上，且每秒鐘都有數據傳回。隨著數據采集量的增加，分別代表溫度、濕度、氣壓的數值慢慢在屏幕上連成了紅、綠、紫3條不同顏色的線，而這些可視化的點和線的功能之一，就是成為天氣預報制作的依據。
