Una radiosonda es un pequeño paquete de instrumentos meteorológicos (sensores de temperatura, humedad, presión y un transmisor de radio) que se eleva hasta la estratosfera suspendido de un globo de helio o hidrógeno. Durante su ascenso de ~90 minutos, transmite datos en tiempo real a la estación receptora en tierra. El globo alcanza típicamente entre 25.000 y 35.000 metros antes de estallar por la baja presión.
Cuando se le añade un receptor GPS o radar para rastrear su posición, se convierte en radiosondeo (o rawinsonde) y también mide el viento en cada nivel (velocidad y dirección). Los datos se representan en diagramas termodinámicos (Skew-T, emagramas) que son la herramienta fundamental para predecir tormentas, convección, inversiones térmicas y la estructura vertical de la atmósfera.
La red global de radiosondeos, coordinada por la OMM, realiza dos lanzamientos diarios (00 y 12 UTC) desde unas 900 estaciones en todo el mundo. En España, AEMET lanza radiosondas desde 7 estaciones (Madrid, Barcelona, A Coruña, Santander, Murcia, Tenerife y Palma). Los datos son imprescindibles para calibrar los modelos numéricos de predicción. Las radiosondas son desechables y caen con paracaídas; muchas se pierden en el mar o en zonas inaccesibles.