Во второй половине XX в. небывалого к тому размаха достигло использования в метеорологических исследованиях специально оборудованных самолетов-метеолабораторий. Эти самолеты способны выполнять как непосредственные (контактные) измерения различных показателей, характеризующих состояние атмосферы (температура, влажность, давление, сила и направление ветра, напряженность электрического поля, фазовое состояние облаков, их микроструктура и водность, наличие аэрозольных, газообразных или тепловых загрязнений и т.д. ) в режиме вертикального или горизонтального зондирования, так и дистанционные обследования земной поверхности или облачных слоев. Удаленные наблюдения могут быть визуальными или инструментальными (аэрофотосъемка – обычная или спектрозональных, аерогаммазйомка, альбедометрия, спектрофотометрия, пиргелиометрия, измерения инфракрасного и ультрафиолетового излучения и т.д.).
Аэровизуальные наблюдения обычно применяют в случае срочной необходимости, когда необходимо, например, быстро оценить масштабы ущерба, причиненного стихийными явлениями – смерчем, буреломом, градобиттям, востоком лавин, ливнями, наводнениями, а также пожарами лесов, степей, торфяников. Когда нужно получить документальные подтверждения или проследить изменения во времени, используют аэрофотосъемку. Аеровизульни методы получили широкого потребления в агрометеорологии, где опытные наблюдатели могли с высоты 100-200 м не только идентифицировать насаждения тех или иных сельскохозяйственных культур, но и оценить их состояние (даже уровень засоренности или степень зриджености посевов), стадию развития и спрогнозировать ожидаемый урожай. Применение спектрозональных аэрофотосъемки (а позже – и спектрофотометрии) позволило получать те же результаты с гораздо большей высоты, то есть значительно расширить площадь наблюдения.