مرصد جوي أو محطة الرصد الجوي أو محطة مناخية هي منشأة تُستخدم لأغراض الرصد والتنبؤات الجوية، على الأرض أو البحر، أو باستخدام أدوات ومعدات لمراقبة الغلاف الجوي للأرض لتوفير معلومات عن حالة الطقس ودراسة الطقس والمناخ. تكمن وظيفتها في قياس درجة الحرارة، الضغط الجوي، الرطوبة، سرعة الرياح واتجاهها، وكميات الأمطار.
تُقرأ قياسات الرياح في مناطق مفتوحة خالية من أي عوائق، في حين يتم أخذ قياسات درجة الحرارة والرطوبة دون التعرض للإشعاع الشمسي المباشر. كما يتم قراءة الأحوال الجوية في عرض البحر بواسطة السفن والغواصات، التي تقوم بتسجيل قياسات مختلفة قليلاً عن ما يتم تسجيله على الأرض مثل درجة حرارة سطح البحر، وارتفاع الأمواج، ومدة الموجة.