国家气候观象台是对气候系统多圈层及其相互作用进行长期、连续、立体观测的国家级地面综合气象观测站，也是开展相关领域科学研究、开放合作和人才培养的平台。全面、系统地获取气候系统各组成部分及其相互作用和反馈过程的综合信息，是理解和认识气候系统及其变化的基础。
此次公布的24个国家气候观象台是以应对气候变化为出发点，结合服务新时代生态文明建设等需求，以现有国家基准气候站、国家基本气象站、国家气象观测站、高空气象观测站等各类台站为基础拓展了气候观测能力，遵循16个气候系统关键观测区中每个区应至少建设一个的原则，由专家评估、优选而出。它们分别是：锡林浩特国家气候观象台、寿县国家气候观象台、电白国家气候观象台、大理国家气候观象台、张掖国家气候观象台、饶阳国家气候观象台、呼和浩特国家气候观象台、盘锦国家气候观象台、五营国家气候观象台、金坛国家气候观象台、武夷山国家气候观象台、南昌国家气候观象台、长岛国家气候观象台、安阳国家气候观象台、岳阳国家气候观象台、深圳国家气候观象台、北海国家气候观象台、三亚国家气候观象台、西沙国家气候观象台、南沙国家气候观象台、温江国家气候观象台、日喀则国家气候观象台、墨脱国家气候观象台、武威国家气候观象台。
据悉，早在2007年，中国气象局已选取内蒙古锡林浩特、安徽寿县、广东电白、云南大理、甘肃张掖等5个“气候代表性好、观测资料历史序列完整、观测场地等基础条件成熟”的观象台开展建设试点。下一步，中国气象局将坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，紧跟国际科技前沿，统筹部门内外资源，创新发展机制和管理方式，大力提升国家气候观象台研究型业务能力，充分发挥其在应对气候变化工作中的基础性支撑作用。