Hai lần mỗi ngày tại hàng trăm địa điểm trên khắp thế giới, những quả bóng bay lớn được bơm đầy khí hydro hoặc heli và thả lên bầu trời. Mỗi quả bóng đều mang theo một thiết bị đo khí tượng (radiosonde) để đo nhiệt độ, độ ẩm và áp suất khi bay lên, và thường cả tốc độ gió nữa.

Khinh khí cầu giãn nở khi áp suất không khí giảm và cuối cùng vỡ tung trong tầng bình lưu. Gói thiết bị sẽ được thả dù trở lại Trái đất, mặc dù việc thu hồi không phải lúc nào cũng khả thi. Dữ liệu được truyền tải theo thời gian thực và được tích hợp vào các mô hình dự báo thời tiết trong vòng vài phút.

Quan sát khí quyển tầng cao từ khinh khí cầu thời tiết vẫn rất cần thiết để khởi tạo các dự báo số. Chúng cung cấp các dữ liệu về độ cao thẳng đứng mà vệ tinh và các thiết bị trên mặt đất không thể thay thế hoàn toàn. Các khinh khí cầu nghiên cứu đặc biệt mang theo các thiết bị bổ sung cho các thí nghiệm cụ thể.

• Khinh khí cầu chở các thiết bị bay lên không trung
• Đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, gió.
• Được ra mắt thường xuyên trên toàn thế giới
• Quan trọng cho việc khởi tạo mô hình