气球探测可以分成以下几种:

一是系留气球,又称风筝气球．它用绳索维系在地面上,其形状有的像船,有的像球．气球上面都带有测量温度、湿度、风向、风速的仪器．这些仪器要么用无线电发送测得的数据信号、要么直接采用有线传输的方式．系留气球的高度可以由绳索控制,不过一般只有几百米,它主要用于低空大气的探测。

二是探空气球．这种气球下面悬挂着探空仪．探空仪带有温度、湿度、气压三个传感器、转换器和发射机．气球升空后,会随时把测得的气压、温度、湿度等数据转换成无线电信号,再发送到地面,地面再经过信号转换得出探测结果．探空气球有的很低,只能测定2000 米以下范围的大气物理状态；有的很高,可达到3 万米的高空．我国的探空气球可达离地面2.5 万米以上的位置。

目前全球约有一千多个高空气象观测站,每天定时施放探空气球,由此获得常规的高空气象资料．这些资料可以加工成气象台预报人员使用的高空天气图。

三是平衡气球．它也叫无外力气球或定高气球．此气球施放后,球体可以保持在某一高度上,随着空气水平飘移．如果使用经纬仪和测风雷达,就可以判断其所在的位置；再根据其时间的变化,就可以求出同一高度层的大气各个气象数据。

平衡气球有的定点于平流层上,顺着西风带,可以围绕地球飘行．平衡气球的探测仪器和无线电发报机常常靠太阳能电池来供电,其信号则通过卫星直接转发到地面接收站。

四是“母球”系统．它包括一个大型气球和在飘飞途中逐次下投的探空仪．探空仪在下落时一边探测大气一边发报,母球接收到它的数据后,再经过卫星中继站传给地面站。