기상레이더는 전자파를 송신하여 구름 속의 물방울에 부딪혀 되돌아오는 신호를 이용하여 목표물(강수, 구름, 풍속, 풍향)을 탐지할 수 있는 원격 관측 장비입니다.
일반 기상레이더는 레이더로부터 접근하거나 멀어지는 속도성분인 시선속도 또는 도플러 속도를 산출할 수 없습니다. 반면, 도플러 기상레이더는 목표물까지의 거리와 반사도 등을 측정하여 도플러 시선속도를 산출할 수 있습니다. 기상청 최초의 관악산 기상레이더는 일반 기상레이더였고, 이후 관악산 기상레이더를 포함해서 교체되거나 신규 설치된 레이더들은 모두 도플러 기상레이더입니다.

이중편파 기상레이더는 수평 편파와 수직 편파 정보를 이용하여 빗방울의 크기, 모양, 형태를 알 수 있습니다. 먼저, 수직 편파와 수평 편파에 대해 설명 드리겠습니다.
진행하는 전자기파는 진행 방향에 대해 360도 어느 방향으로도 진동 방향을 가질 수 있습니다. 이 진동 방향을 편파(polarization)의 방향이라고 하며, 이 중 진행 방향에 대해 수평 방향으로 진동하는 전자기파를 수평 편파, 수직 방향으로 진동하는 전자기파를 수직 편파라고 합니다.
기상청에서 운영하고 있는 대부분의 기상레이더는 수평 편파 하나만을 사용하고 있습니다. 수평 편파와 수직 편파를 동시에 사용하게 되면 강수의 형태 등을 구별할 수 있는데 이를 이중편파 기상레이더라고 합니다. 예를 들어, 액체 상태인 빗방울은 크기가 커지면서 타원체로 변해 떨어지는 반면, 고체인 눈송이나 우박은 고정된 모양을 가지고 회전하면서 떨어집니다. 이러한 특성과 함께 여러 전파 특성을 더하면 빗방울과 눈송이 혹은 우박을 구분할 수 있고, 새, 벌레 등과 같이 강수입자가 아닌 비강수 에코도 구분이 가능해집니다.
우리나라는 국립기상연구소가 1997년 X밴드 이중편파 기상레이더를 최초로 도입하였고, 2009년 신형 X밴드 이중편파 기상레이더가 도입 운영되고 있습니다. 이 레이더는 현재 인천기상대에 설치되어 겨울 수도권의 강설 현상을 집중적으로 감시하고 있습니다.

적란운이 발달하면서 구름 내부에 분리 축적된 음전하와 양전하 사이에서 일어나는 불꽃방전을 번개라고 합니다.
이러한 번개 중에서도 구름 속에서 일어나는 방전현상을 구름방전이라 하고, 구름 하단의 음전하와 지면에서 유도된 양전하 사이에 발생하는 방전을 대지방전(對地放電) 즉 낙뢰라고 합니다. 일반적으로 적란운에서 발생하는 방전의 90% 이상을 구름방전이 차지하며, 낙뢰가 차지하는 비율은 10% 미만입니다.

레이더자료는 기상레이더센터에서 운영중인 "레이더자료 제공시스템"에서 내려받을 수 있습니다. 우선 레이더자료를 내려받기 위해서는 회원가입이 되어야 합니다.
회원가입은 학교, 공공기관, 정부기관 등에 기관별로 1개의 계정을 발급하여 사용할 수 있게 구성되었습니다.
기상증명 등의 자료가 필요할 경우에는 기상청 민원으로 요청하시면 됩니다.

기상청에서는 수십km 간격으로 여러 지점에 센서를 설치하여 낙뢰의 위치를 측정하고 있습니다.
관측방법에는 크게 TOA(Time Of Arrival) 방식과 MDF(Magnetic Direction Finding) 방식이 있습니다.
TOA 방식은 번개가 발생한 후 각각의 센서에 도달하는 시간을 이용하여 낙뢰의 발생 위치를 구하는 방법이고, MDF 방식은 번개각 발생한 방향을 관측하여 낙뢰의 발생위치를 구하는 방법입니다.
TOA 방식을 이용한 낙뢰 탐지의 경우 시간적인 정확도가, MDF 방식의 경우 진북을 정확하게 설정하는 것이 중요한 변수로 작용됩니다.

레이더에 사용되는 주파수는 사용 목적에 따라 분류됩니다.
특히, 문자대역 P, L, S, X, K는 2차 세계대전 중 보안상의 목적으로 사용되기 시작하였으나,
보안이 해제된 이후에도 그 편리성이 인정되어 주파수 대역을 문자로 사용하는 것이 일반화되었습니다.
한국정보통신기술협회의 레이더 주파수 대역에 대한 문자 명칭 내용 중 기상레이더에서 주로 사용하는 주파수는 아래와 같습니다.

밴드	파장(cm)	주파수(MHz)	활용분야
K	0.8	37,500	구름물리, 안개, 대기 미립자
X	3.2	9,300~10,000	구름물리, 강설 관측(항공기 기상레이더)
C	5.6	5,300~5,700	저기압성 강수, 국지경보
S	11.1	2,700~2,900	태풍, 집중호우, 네트워크 레이더
L	27.0	1,100~1,300	태풍, 항공교통 통제

기상레이더센터는 2010년 4월 신설되었으며, 5월 26일 개소식을 가졌습니다.
기상레이더센터는 고품질의 레이더 자료를 생산·제공함으로써 돌발적인 위험기상에 신속하게 대처하는데 기여하고자 신설되었습니다.
지금까지 서울 관악산, 부산 구덕산 등 레이더관측소 현장에서 직접 운영하던 형태를 중앙에서 통합 운영하는 형태로 전환하고, 전환에 따른 현장인력을 활용하여 기상레이더센터를 신설하게 된 것입니다.
이에 따라 단순 운영 중심에서 레이더 자료의 품질관리와 활용 서비스 중심 체제로 전환함으로써 국민에게 고품질의 기상레이더 관측 정보를 제공할 것입니다.

기상청을 비롯하여 국방부, 국토교통부 등에서는 레이더의 운영 목적에 따라 제각기 레이더를 운영하고 있었습니다.
기상청은 기상예보, 국토교통부는 홍수 및 수문관리, 국방부는 군 작전 지원 등을 위해 레이더를 설치하였습니다.
이렇게 제각기 운영 중이던 레이더 관측자료를 실시간으로 공동 활용하기 위해 2010년 6월 30일 안전행정부 주관으로 4개 부처가 업무협약을 체결하였습니다.
기상-강우레이더 융합행정 업무협약은 이를 두고 하는 말이며, 융합행정이란 부처간의 칸막이를 해소하여 국민들의 생명과 재산보호를 강화하고자 안행부에서 추진 중인 정책과제입니다.

국토부, 국방부, 기상청 등에서 운영 중이거나 설치 예정인 레이더는 모두 31대 입니다.
각 레이더는 모두 기상을 관측하는 기능은 동일하지만, 설치 목적이 상이하여 범정부적 공동활용이 미흡하다는 지적을 받은 것이 사실입니다.
이에, 2010년 6월 30일 안행부 주관으로 기상청 국가기상센터에서 국방부, 국토교통부, 기상청, 안전행정부 간 범정부적 기상-강우레이더 자료의 공동활용을 위한 업무협약(MOU)을 체결하였습니다.
협약의 주요 내용으로 먼저, 부처간 협의를 통해 레이더 표준운영절차(SOP)를 마련하여 범정부적 레이더자료 공동활용시스템을 구축하는 것입니다. 또한, 부처간 기술개발 협력을 강화하고, 노하우, 연구 성과 등의 공유로 기술수준을 상호 향상시킬 계획입니다.

관악산 정상 하얀색으로 된 거대한 축구공 모양 안에는 기상레이더 안테나가 있습니다. 축구공 모양을 레이돔이라고 부르며, 레이더 안테나를 보호하기 위해 설치되었습니다.

레이더 안테나는 현재 일반인에게 공개하지 않지만, 레이돔 아래에 등산객을 대상으로 레이더가 작동하는 모습을 볼 수 있는 홍보실을 운영하고 있습니다. 홍보실에는 일기예보 생산 과정 및 기상현상 사진 등을 전시하고 있으며, 식수대도 비치되어 있습니다.