우리나라 기상 분야의 수준은 2000년대에 들어 급속히 발전하여 최근에는 기상 선진국 대열에 진입하였다. 2010년에 국가기상슈퍼컴퓨터센터를 완공하였고, 세계에서 7번째로 독자적인 기상 위성도 쏘아 올렸다. 2011년에는 기상 관측선이 취항해 해양 종합 관측을 하고 있다.
기상청은 본청, 국립기상과학원, 6개 지방 기상청, 3개 기상지청, 7개 기상대, 국가기상위성센터, 기상레이더센터, 항공기상청 등으로 이루어져 있다.
기상 관측에는 자동 기상 관측 장비, 레윈존데, 연직 바람 관측 장비, 레이더, 위성, 기상 관측선 등 최첨단 관측 장비를 활용하고 있다. 우리나라는 전국에 590여 개의 지상 기상 관측 장비를 설치하여 1분마다 자동으로 기상을 관측하고 있다. 평균적으로 13km마다 지상 기상 관측 장비가 설치되어 있어 일본(약 15km), 미국(약 20km)에 비해 관측 밀도가 높은 편이다.
우리나라는 총 7곳의 고층 기상 관측소에서 레윈존데를 활용해 지표에서 약 35km까지의 대기상태를 측정하고 있다. 평상시에는 일 2회, 위험 기상이 발생할 때는 일 4회 관측한다. 또한 총 9개 지점에서 연직 바람 관측 장비를 이용하여 지상에서 5km 상공까지의 풍향과 풍속을, 라디오미터를 이용하여 지상에서 10km까지의 기온과 습도를 10분 간격으로 관측하고 있다.
2010년 우리나라 최초로 발사된 정지 궤도 기상위성인 천리안 위성은 전 지구를 3시간 간격, 동아시아 지역을 15분 간격, 한반도 주변을 약 8분 간격으로 집중 관측한다. 천리안 위성의 자료는 태풍과 안개, 황사, 산불 등을 탐지하는데 매우 중요하게 쓰이며, 기상 예보는 물론 수문이나 환경 관리 등 다양한 분야에 활용된다. 이외에도 기상 위성 수신분석 시스템 등을 통해 다수의 정지 기상 위성과 극궤도 기상 위성으로부터 관측된 자료를 수신·처리 분석하여 활용하고 있다.
삼면이 바다인 우리나라는 연안의 주요 지점을 따라 해양 기상 부이, 파고 부이, 표류 부이, 연안방재 관측 시스템, 항만 기상 관측 시스템, 등표 기상 관측 장비, 파랑계 등을 이용하여 관측을 수행하고 있다. 강수 범위와 강도 등을 파악하기 위한 기상 레이더는 연구용 레이더를 포함하여 전국에 총 12개가 운영되고 있다. 기상 레이더로 관측한 영상 자료는 10분마다 합성 처리되어 강수 상황을 파악하는데 활용되고 있다.
