探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空，以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测。探空气球有圆形、梨形等不同形状。球重300～1500克（较小的升至一定高度会自爆），充入适量的氢气或氦气，可升达离地30～40千米。高空气象站使用的常规探测气球升速一般为6～8米/秒，约上升到30千米高空后自行爆裂。

探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。探空气球投资少，成本低，见效快，相对载重量大，飞行时间长，携带仪器姿态稳定，观测数据资料精度高、用时短，灵活性大，施放不受地域和气候因素影响。目前，虽然更先进的工具如探空火箭、气象雷达、气象卫星等广泛应用，但探空气球仍是气象研究中不可缺少的工具，常用于作为其他探测仪器的标定。