我国很早就使用气象仪器来观测天气状况了，是最早发明风向计和雨量器的国家。东汉的张衡在公元132年发明了候风地动仪。它立一根5丈(约16.7米)的高竿，竿上装一只可以转动的铜鸟，根据铜鸟随风转动的方向，就可以看出是什么风向了。这同12世纪外国书籍上记载的候风鸡相似，比铜鸟的记载要晚1000年。
我国古代还有一种风向旗，在旗上系着小铃，挂在高竿上。看看旗被吹向的方向，就知道吹的是什么风。这同现代的风向袋相似。
我国最早使用了雨量器。在1247年宋代的《数书九章》中有记叙。雨量器大小统一标准，圆筒直径14厘米，并有铜制的量雨标尺。
但是，在一个相当长的时间里，除了使用少数气象仪器外，主要依靠物象、天象来预报天气。
到了17世纪，科学家发明了气压计和温度计，而后又相继发明了温度计和风速仪，这样就可定量测定某地的天气状况了。
从挖掘出土的文物来看，中国至少在西汉时期，就已经发明出了一种风向器。西汉时的《淮南子》中，记载有一种简单的风向器。这种风向器可能就是由风杆上系了布帛或长条旗的最简单的“示风器”演变过来的。《淮南子·齐俗训》中说：“这种风向器在风的作用下，没有一刻是平静的。”从这可以看出，当时的这种风向器非常灵敏。
汉朝时期，史书上记载的除前面所说的那种“示风器”以外，还有“铜凤凰”和“相风铜乌”两种。这三种风向器，显示了当时中国风向器发展的方向。“铜凤凰”主要安装在汉武帝太初元年（前104）所建的建章宫里。当时的建章宫里就安装了两个铜凤凰，一个装在大门上，另一个装在屋顶上。据古籍《三辅黄图》上说，在铜凤凰的下面有一个十分灵敏的转枢，每当风来的时候，铜凤凰的头就会向着风吹来的地方，好像要飞的样子。但后来，这种灵敏的风向器被皇家贵族们当作了房屋的装饰品，失去了原来风向器的作用。
“相风铜乌”则是一种形状像乌鸦的风向器。它安装在汉朝时期人们观测天文气象的“灵台”上。这是当时专门观测风向的仪器，因此人们把它做得比较笨重，据说只有“千里风来”的时候才转动。但这毕竟是科学仪器，自然要不断改进，所以后来人们就把它做得轻巧灵敏一些，使得人只要对它吹一口气，它也会转动。后来，这种灵巧的风向仪器就渐渐在民间普及起来。
但是，从古代的军事和交通等需要来看，这三种风向器都不太合适。因此，在《乙巳占》中，指出了“常住按居，宜用乌候；军旅权设，宜用羽占。”意思是说：“相风乌铜这种风向器最好安装在一个固定的地方。而如果是军事驻地经常变化，那么还是用鸡毛编成的好。”这种鸡毛做成的风向器重5两至8两，挂在高杆上，等羽毛被风吹成平衡状态，就可以进行观测了。这种简单的风向器在唐朝以前就有了，唐朝以后更加普及。