作为一种常见的气象数据收集工具，探空气球，会携带有组装好的数字探测仪，系于巨大的白色氢气球上。放飞后，气球迅速升空，不到1分钟便消失在天空中。但观测室外的雷达却能在任何天气条件下发现数字探测仪的信号。
气压、温度、湿度3个气象要素的探测，是利用探空仪里的传感器实现的。通过依靠数字探测仪上的气压、温、湿度传感器等元件，可以采集到空中的气压及温、湿度信息。
其具体原理是：气象高空探空仪，由对温度、气压、湿度反应灵敏的传感器感应元件及转换电路组成。其中，传感器元件的电参量随着空气中的温度、气压、湿度的变化而变化。而转换电路则对变化的电参量进行采集、编码而形成探空数字信号，并通过探空仪发射机发回地面，雷达把探空数据接收下来，就得到空中不同高度的温度、气压和湿度3个气象要素的资料了。
雷达将气压传感器、湿度传感器等测得的信息成功捕捉后，这些信息数据就会出现在电脑屏幕上，且每秒钟都有数据传回。随着数据采集量的增加，分别代表温度、湿度、气压的数值慢慢在屏幕上连成了红、绿、紫3条不同颜色的线，而这些可视化的点和线的功能之一，就是成为天气预报制作的依据。
