Nas estações sinóticas são realizadas observações em horários padronizados internacionalmente, para fins de previsão do tempo. O horário-padrão é o tempo médio de Greenwich (TMG) ou Tempo Universal (TU).

As estações sinóticas podem ser utilizadas para observação de superfície ou do ar superior, sendo também denominadas estações de sondagem atmosférica aquelas que fazem observações de superfície.

Entre as estações de observação de superfície da Organização Meteorológica Mundial, têm-se as situadas em aeroportos identificadas como METAR, as instaladas em navios chamadas SYNOP e as estações convencionais representadas pela sigla SHIP.

Nas estações meteorológicas automáticas o técnico realiza a leitura dos instrumentos de medida, pelo menos três vezes ao dia, em horário padrão definido pela Organização Meteorológica Mundial (00, 06, 12 ou 18 UTC).

Uma estação meteorológica convencional é uma torre com vários sensores meteorológicos de medida dos parâmetros atmosféricos, estando esses sensores ligados a uma unidade de memória central.