中國氣像局綜合觀測司主要負責統一規劃全國陸地及海上氣像觀測、氣像臺站網、氣像基礎設施和大型氣像技術裝備的發展和布局；審訂氣像信息采集、加工的技術標準、規範和質量評價辦法並監督實施；組織氣像技術裝備保障和質量監督、氣像計量監督；負責氣像儀器裝備研究開發的管理工作；負責無線電頻率管理。綜合觀測司下設：地面處、應用氣像觀測處、雷達處、衛星處、裝備保障處、綜合發展處。中國氣像局氣像探測中心是中國氣像局直屬事業單位。探測中心是以業務為主體、科研為支撐的重量基本氣像業務單位，是氣像綜合觀測繫統的規劃設計與業務運行執行單位，是氣像綜合觀測繫統建設的承擔單位與觀測業務運行的監控和保障中心，負責全國氣像觀測標準等