風向風速儀用于測量瞬時風速風向，具有自動顯示功能。主要由支桿，風標，風杯，風速風向感應器組成，風標的指向即為來風方向，根據風杯的轉速來計算出風速。所以也叫風杯式風向風速儀。
工作原理一
1.風向部分

風向部分由保護風向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結構由風向標，風向軸及風向度盤等組成，裝在風向度盤上的磁棒與風向度盤組成磁羅盤用來確定風向方位。當下拉鎖定旋鈕并向右旋轉定位時，回彈頂桿將風向度盤放下，使錐形寶石軸承與軸尖相接觸，此時風向度盤將自動定北。風向示值由風向指針在風向度盤上的穩定位置來確定。當左旋轉鎖定旋鈕并使其向上回彈復位時，回彈頂桿將風向度盤頂起并定位在儀器上部，并使錐形寶石軸承與軸尖相分離，以保護風向度盤及軸承與軸尖不受損壞。（注：當儀器使用完畢后必須及時回復此狀態）
2.風速部分

風速的傳感器采用的是傳統的二杯旋轉架結構。它將風速變成旋轉架的轉速。為了減小啟動風速，采用特殊材料的輕質風杯和寶石軸承支撐。通過固定在旋轉架上的裝置經傳感器檢測后將信號傳送到主機內進行測算。

風速計內的單片機對風傳感器的輸出信號進行采樣，校正，計算，由儀器輸出瞬時風速/一分鐘平均風速/瞬時風級/一分鐘平均風級/平均風級對應的浪高5個參數。測得的參數在儀器的液晶顯示器上采用數字直接顯示出來。為了減少儀器的功耗，儀器中的傳感器和單片機都采取了一系列降低功耗的專門措施。為了保證數據的可靠，當電源電壓太低時，顯示器下部電池標記顯示缺電，提示用戶電源電壓太低數據已不可靠，需要及時電池。
工作原理二
超聲波風速風向儀的工作原理是利用超聲波時差法來實現風速的測量。聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風向相同，它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，它的速度會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數對應。通過計算即可得到風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速儀檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。

用戶可根據需要選擇風速單位、輸出頻率及輸出格式。也可根據需要選擇加熱裝置（在冰冷環境下推薦使用）或模擬輸出。可以與電腦、數據采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設備連用。如果需要，也可以多臺組成一個網絡進行使用