風速の観測は、風杯式、風車式（プロペラ式）、超音波式、熱線式がある。
風向の観測は、一般的な矢羽根（ベーン）式がある。また、目視による吹き流しも風向・風速の目安となる。
一体型の風向・風速計と分離型の風向計、風速計がある。

風速
風杯式：鉛直方向の回転軸の周りにカップ型の風杯を3または4方向に配置し、回転数または回転速度から風速を換算する
風車式：流線形の胴体の先端にプロペラ（風車）を、末端に垂直尾翼を配置する。このプロペラの回転数または回転速度から風速を換算する。このタイプは風向と一緒に使われることが多い
超音波式：音波が空中を伝播する際にその速度が風速により変化する現象を利用して超音波の電波時間を測定することで風速を換算する
熱線式：露出した電熱線を通電させ、その発熱と風による冷却が平衡したときの温度から風速を換算する

風向
矢羽根式：風見鶏と同じ原理、左右からの風に対して機体を移動させ風向き方向に向きを変える