子午工程非相干散射雷达是目前我国唯一的、全亚洲功能最强大的非相干散射雷达。设备利用高空大气中等离子体热起伏的微弱散射信号来遥测高空大气的物理参数，如电子密度、电子温度、离子温度、离子成份、等离子体运动速度等直接测量物理量，以及数十个间接测量物理量。
高频相干散射雷达可以监测极区电离层场向排列的不均匀体及其运动， 探测参数包括雷达回波强度、电离层对流速度、速度谱展宽。主要用于探测极区电离层对流和等离子体不均匀体的形成、演化等过程。
MST雷达是一种工作在VHF频段的大气层观测专用无线电探测雷达，用于观测中间层(Mesosphere) －平流层 (Stratosphere) —对流层 (Troposphere) 的风场矢量和湍流，必要时也可扩展功能至低热层状态的监测。
MST雷达是一种工作在VHF频段的大气层观测专用无线电探测雷达，用以观测中间层（Mesosphere）－平流层（Stratosphere）—对流层（Troposphere）的风场矢量和湍流，必要时也可扩展功能至低热层状态的监测。
甚高频相干散射雷达是一种工作在VHF频段，利用电离层不均匀结构对雷达信号散射，探测研究电离层不均匀结构特性及变化的专用电离层科学研究仪器。
全天空流星测风雷达是国际上上世纪末才发展起来的一种新型流星雷达，采用了宽波束发射，空间天线测相 测角和流星自动识别的技术，可获得在80～100公里高度范围内大气风场，大气扩散系数，流星通量，流星 位置和流星运动速度等参数。
数字测高仪通过垂直向上发射无线电脉冲，接收在不同频率上由电离层发射的回波，测量回波的传播时间，得到反射虚高随频率的变化曲线。在此基础上，可获得电离层的临界频率foF2、电离层峰值高度，和最大电子密度值NmF2等参量，并可以反演峰下电离层电子浓度剖面。
子午工程行星际监测仪拟研制IPS一主站两辅站相关式低频射电望远镜，将充分借鉴国际现有IPS的探测经验，一主站系统灵敏度约为8mJy，两辅站主要观测较强射电源，观测频率实现327和654MHz两个频点。对于单站点，拟实行单站单频和单站双频IPS测量技术。主站具有很高的系统灵敏度，与印度Ooty望远镜相当，可以工作在单站模式。也可以进行三站IPS联测，具有双频相关的多工作模式，远程测量太阳风湍流的结构函数和功率谱。
双波长三通道激光雷达，可同时获得近地面至110km的大气后向散射回波信号，通过反演可得到地球空间环境的中高层大气的密度、温度、钠层密度等大气参数。
全天空气辉成像仪可获取85～250km高度之间气辉辐射强度数据。
极光光谱仪通过测量同一条子午线上的极光和气辉辐射光谱，可以研究极光和磁层物理、极风的逃逸过程、质子极光观测中的电子极光干扰等科学问题
整合目前最先进的亚稳态氦原子荧光探测技术、钠荧光共振探测技术，和瑞利散射探测技术，实现200-1000km高度亚稳态氦原子密度，80-105km金属层钠原子密度、垂直风场、温度，以及30-70km瑞利大气温度、密度的共体探测，是目前国际最先进的高空大气激光雷达系统，其技术综合性、探测口径、探测高度均处于国际领先水平。
磁通门磁力仪可监测3分量地磁相对变化场H、D、Z和温度T。
Overhauser磁力仪可监测1分量地磁总场强度F。
地电场仪可监测3分量地电场X、Y、Z。
气象火箭用来探测20至60km高度内空中温度、气压、密度、风速、风向等中高层大气空间环境要素垂直剖面分布。所获取的资料可用于中高层大气的物理过程和应用研究，建立临近空间大气环境与信息支持试验系统，为弹道导弹、运载火箭、卫星和载人飞船、临近空间飞行器等空间飞行器的研制、发射保障和安全飞行提供必要的环境参数。
