1895年（光绪21年／明治28年）清廷割让台湾予日本，日军进入台湾，战火使全台气象观测全部废止，观测仪器大多散失。1895年底台湾总督府勉强在淡水海关和渔翁岛灯塔恢复观测。在日人经营下，至1905年，雨量观测增至78处，包括测候所7处、灯塔8处、厅或支厅19处、警察派出所28处、学校10处、邮局1处、自来水厂2处和农业试验所3处。其中7处测候所除了台湾总督府公布设立的台北、澎湖岛、台中、恒春、台南以及台东外，还包括基隆筑港局於社寮岛（今基隆和平岛）设立基隆城仔角观测所。各灯塔则奉令必须兼任气象观测，项目包括气温、气压、雨量、风和云等；其他机构如官厅、警察派出所和邮局系自愿协助，仅观测气温和雨量。在日治初期的10年中，台湾气象观测网已初具雏形（见表1）。
日治中期之後，为确保航海及航空安全，测候所数量又开始增加，陆续设立高雄海洋观测所、阿里山高山观测所、宜兰测候所及台北观测所松山出张所，并将彭佳屿灯塔测候所改为彭佳屿测候所，进行高空气球观测。台北观测所大屯山出张所和竹子湖事务所也是为获取不同海拔的大气资料而设立。1935年苗栗、新竹地区发生大地震，损失惨重；为加强地震观测，1937年增设新竹测候所。
1938年台北观测所升格为台湾总督府气象台，至1945年第二次大战结束期间，为配合航空事业和支援军方作战，气象事业急速发展。此段时期设立的测候所，包括宜兰金六结、花莲、台东、台南永康和台中水湳共5处飞行场出张所；东部红头屿（今台东兰屿）测候所；台湾总督府气象台新港（今台东成功）和大武2处出张所；日月潭测候所；南沙岛新南测候所，以及淡水水上机场台湾总督府气象台淡水飞行场出张所。为进一步蒐集高空气象资料，再增设新高山（今玉山）测候所和大屯山鞍部测候所。在南海也设立西沙岛和东沙岛2处测候所。
1945年中央气象局随政府迁台，1958年後由台湾省气象局、气象所和中央气象局先後掌理全台气象业务，除接手日治时期的观测设施外，并陆续加密观测网和充实设备，测候所也历经「气象测站」、「气象站」不同名称的变革。初期先增设基隆测候所、玉山测候所鹿林山观测站和台南测候所永康观测站。1960年代为促进航海安全，在澎湖设立东吉岛测候所，在板桥设立台北高空气象探测站。为配合农业发展，设立嘉义测候所。1970-1980年代为配合台中港通航需要，设立梧栖气象测站；为配合苏澳建港需要，设立苏澳气象测站。2000年後则有台南气象站改制为台湾南区气象中心，及设立马祖和金门2处气象站。
目前中央气象局气象观测包括：
（一）地面气象观测：在台湾地区设有27气象站（见表2），另有板桥和永康等观测站。地面观测站每日定时观测各项气象要素，包括天气状况、风向、风速、云量、云状、云高、气温、降水、蒸发、气压、日照、日射、湿度、地温和能见度等。在台湾地区各地建立自动雨量站259站，自动气象站117站和中继站60站，并计画继续增设自动测站，以监测可能导致灾害的豪、大雨 ，并据以适时发布警报。也与许多有关机关学校建置合作气象站，计有龙洞、拉拉山、武陵、太鲁阔、合欢山、吉贝屿、东沙、南沙、金门、中坜、华冈和彰化12站。根据联合国世界气象组织 (World Meteorological Organization，简称WMO)规定固定的30年气候标准平均（Climatological Standard Normal），27个气象站中，除了马祖（2003年）、金门（2004年）设站时间较晚，新竹和台南（1961-1990年）、苏澳（1982-2000年）、梧栖（1977-2000年）略有不足，其他各站皆已建立1971-2000年观测的气温和降水量（见表3）。
（二）高空气象观测：板桥探空站和花莲气象站设有高空气象观测系统；另备有可移动式高空气象自动观测系统2套，机动进行高空气象探测。又与空军设在屏东、马公和绿岛等地的探空站，以及海军设在东沙的高空气象探测站，构成高空气象探测网。观测项目包括风向、风速、气温、湿度和等压面高度等。
（三）雷达气象观测：在花莲、台北瑞芳五分山、屏东垦丁和台南七股等地设立气象雷达站，并与空军的清泉岗和绿岛雷达站、民用航空局的桃园雷达站即时资料交流。气象雷达站特别注意台风、大雷雨、飑线和龙卷风等剧烈天气的观测。
（四）卫星气象观测：设有气象卫星中心，全天候接受、处理地球同步气象卫星和绕极轨道气象卫星的观测资料，对天气分析、预报作业和应用研究的助益颇大。为使大众能充分利用气象卫星资讯，也将收到的卫星云图送至国内各电视台配合气象报告播出，并利用无线电传真广播系统，供邻近的海上船只接收使用。
（五）大气物理和化学测析：在所属17个气象站（基隆、鞍部、台北、新竹、台中、日月潭、嘉义、阿里山、台南、高雄、恒春、台东、成功、花莲、宜兰、金门及马祖）收集雨水，进行酸硷值的测析；台北气象站设空气品质监测系统；台北和成功气象站有臭氧全量和紫外线辐射量测析；板桥探空站有臭氧探空观测；兰屿气象站设有背景大气自动监测站，长期监测台湾地区温室气体和背景大气成分的变化；也在全台设有17个紫外线指数监测站。
此外，民航局飞航服务总台的台北气象中心设有松山、高雄、桃园、丰年、兰屿、绿岛、恒春、马祖北竿、马祖南竿和金门共10个气象台，分别在该地机场进行与飞航有关的天气观测。
其他尚有许多机构为配合业务需要，分别设置站数不一的专用气象观测站。这些机构包括学校、港务局、高速公路局、研究中心、退辅会；农委会的种苗改良繁殖场、农业试验所、各区粮食管理处、各区农业改良场、茶叶改良场、林务局、林业试验所、水产试验所、畜产试验所；经济部的水利署、水资源局、台湾电力公司、台湾糖业公司、台盐实业公司、北区水资源局、南区水资源局；财政部菸酒公司、自来水公司；以及台北翡翠水库管理局、台湾大学和中兴大学的实验林管理处、台凤企业公司、各地青果运销合作社和各区农用水利会等。这些专用气象站的种类包括气候站（气象站）、雨量站、农业气象站、水位站和潮位站。其中以各区农田水利会设置的雨量站为数最多，达276站；次为水利署的雨量站，有157站。
中文关键字： 气象观测网 , 地面气象观测 , 高空气象观测 , 雷达气象观测 , 卫星气象观测
英文关键字meteorological observing networks , surface meteorological observation , upper-air observation , radar meteorological observation , satellite meteorological observation
参考资料