由于现在对自动气象站的需求越来越大，市场上出现的自动气象站各种各样。根据自动气象站不同的特性分为以下几类:

按数据接收方式分为：有线遥测自动气象站、无线遥测气象站、长期自动气象站。

按使用用途分为：天气气象工作站、农业气象观测站、小气候自动气象站、机场气候气象站。

按设备规模分为单要素自动气象站、四要素自动气象站、多要素自动气象站等。

但这些分类方法往往定义概念不够确切，或者划分界面不很清晰，或者常有重叠，所以仅是在使用时作为对设备的一种区分，并不是对自动气象站的一种科学分类。通常最简单的一种分类方法是世界气象组织《气象仪器和观测方法指南》（第六版）中提出的自动气象站分类方法即：“简单地分成提供实时资料的自动气象站和记录资料供非实时或脱机分析的自动气象站两类”。这也就是通常所讲的实时自动气象站和非实时自动气象站两种类型的自动气象站。但是有的自动气象站也会同时具有这两种功能。