由气球携升以测定大气各高度臭氧量分布的仪器。地面接收其发送信号即可知仪器飞经各气层内之臭氧量。有两种：(1)利用荧光原理的，是使仪器内硅土胶荧光粉与大气臭氧作用发出荧光，经光电转换而产生电流；(2)利用碘化钾溶液原理的，是使仪器内碘化钾溶液与大气臭氧作用，发生离子电荷交换，从而使连接铂阴极和银（或汞）阳极的导线上出现电流。这些电流的大小都反映大气臭氧量的多寡。将电流放大，对载波作声频调制，即可成为空中臭氧量信息，发送到地面，供接收机接收。臭氧探空仪昼夜均可施放，不受云层掩蔽或大气透明度恶化的限制。