L'anémomètre est l'instrument qui mesure la vitesse du vent. Le type le plus classique est l'anémomètre à coupelles (ou Robinson), inventé en 1846 : trois ou quatre demi-sphères concaves montées sur un axe vertical qui tourne d'autant plus vite que le vent souffle fort. La vitesse de rotation est convertie en vitesse du vent (km/h, m/s ou nœuds).
Types modernes : anémomètre ultrasonique (mesure le temps de parcours d'impulsions ultrasonores entre paires de transducteurs ; sans pièces mobiles, très précis), anémomètre à hélice (combiné avec une girouette pour mesurer aussi la direction), anémomètre à fil chaud (pour la recherche, mesure le refroidissement du fil par le vent) et LIDAR Doppler (utilise le laser pour mesurer le vent à distance, très utilisé dans les parcs éoliens et les aéroports).
Dans une station météorologique standard, l'anémomètre est installé à 10 mètres de hauteur au-dessus d'un terrain dégagé pour obtenir des mesures représentatives. À plus basse altitude, la friction avec la surface réduit la vitesse. Les stations automatiques enregistrent la vitesse moyenne et la rafale maximale (le pic de vitesse sur un intervalle de 3 secondes). Instrument complémentaire : la girouette, qui indique la direction d'où vient le vent.