Mục tiêu tổng quát nhằm phát triển mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia từng bước hiện đại, đồng bộ, đạt trình độ ngang bằng với các nước phát triển trong khu vực châu Á và thế giới; có khả năng tích hợp, lồng ghép, kết nối, chia sẻ với mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia và mạng lưới trạm khí tượng thủy văn toàn cầu, hệ thống quan trắc chuyên dùng của các ngành, đáp ứng nhu cầu thông tin, dữ liệu, nâng cao chất lượng công tác dự báo, cảnh báo khí tượng thủy văn bảo đảm tính kịp thời, độ tin cậy, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo quốc phòng, an ninh, phòng, chống thiên tai và ứng phó với biến đổi khí hậu.

Đến năm 2025, mật độ trạm khí tượng thủy văn bình quân trên toàn mạng lưới ngang bằng với các nước phát triển Đông Nam Á 

Mục tiêu cụ thể là tập trung phát triển, nâng cấp, tự động hóa, hiện đại hóa và bổ sung yếu tố quan trắc, tăng dầy mật độ trạm, nhất là tại khu vực thường xuyên xảy ra thiên tai, vùng trống số liệu, vùng chịu tác động lớn của biến đổi khí hậu, khu vực ven biển, đảo, quần đảo thuộc chủ quyền, quyền chủ quyền của Việt Nam; đảm bảo phân bố mạng lưới trạm hợp lý giữa các vùng không đồng nhất về điều kiện khí tượng, thủy văn và địa hình. Nâng cấp hạ tầng thông tin, cơ sở dữ liệu theo hướng tập trung, hiện đại, đồng bộ, tăng cường ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong quản lý, kiểm tra, giám sát, chia sẻ và khai thác dữ liệu quan trắc khí tượng thủy văn. Hoàn thiện hệ thống pháp luật, quy định kỹ thuật, định mức kinh tế - kỹ thuật, bộ máy tổ chức, sắp xếp, bố trí lại nhân lực, nguồn lực để phù hợp với tiến trình tự động hóa, xã hội hóa.

Quy hoạch phấn đấu đến năm 2025, mật độ trạm bình quân trên toàn mạng lưới đạt mức ngang bằng với các nước phát triển khu vực Đông Nam Á (khí tượng bề mặt đạt 1.100 km²/trạm; trạm đo mưa độc lập 121 km²/trạm; bức xạ 21.000 km²/trạm; định vị sét 15.000 km²/trạm; thủy văn 1.520 km²/trạm/lưu vực; hải văn 112 km/trạm dọc theo bờ biển, ra đa biển 250 km/trạm dọc theo bờ biển); tỷ lệ tự động hóa trên toàn mạng lưới trạm đạt trên 40% đối với trạm khí tượng bề mặt; 50% đối với trạm quan trắc mực nước; 100% đối với các trạm đo mưa độc lập; 20% đối với các trạm đo lưu lượng nước.

Đến năm 2030, mật độ bình quân trên toàn mạng lưới đạt mức ngang bằng với các nước phát triển khu vực châu Á (khí tượng bề mặt đạt 840 km²/trạm, đo mưa độc lập 80 km²/trạm, bức xạ 18.000 km²/trạm, định vị sét 14.000 km²/trạm, ô zôn - bức xạ cực tím 82.000 km²/trạm, thủy văn 650 km²/trạm/lưu vực, hải văn 70 km/trạm dọc theo bờ biển, ra đa biển 200 km/trạm dọc theo bờ biển, trạm phao 650km/trạm dọc theo bờ biển); tỷ lệ tự động hóa trên toàn mạng lưới trạm đạt trên 95% đối với các trạm khí tượng, trạm đo mực nước, đo mưa, đo gió trên cao, tối thiểu 40% đối với các trạm đo lưu lượng. Nâng cấp và hiện đại hóa các phòng thí nghiệm, hệ thống kiểm định, hiệu chuẩn phương tiện đo khí tượng thủy văn; hiện đại hóa hệ thống thông tin, dữ liệu và chuyển đổi số ngành khí tượng thủy văn. Tiếp cận, nghiên cứu một số loại hình quan trắc mới: trạm quan trắc trên các phương tiện di động như máy bay trinh sát khí tượng, tàu biển, vệ tinh khí tượng và viễn thám, tên lửa khí tượng, thiết bị không người lái và các công nghệ, thiết bị quan trắc hiện đại khác.

Đến năm 2050, mật độ trạm khí tượng thủy văn tự động ngang bằng với các nước phát triển trên thế giới

Tầm nhìn đến năm 2050, mật độ trạm khí tượng thủy văn tự động ngang bằng với các nước phát triển trên thế giới với tổng số trạm khí tượng thủy văn đến năm 2050 là 5.886 trạm. Chuyển đổi hầu hết các trạm khí tượng thủy văn sang tự động hoàn toàn theo mô hình mạng lưới trạm khí tượng thủy văn hiện đại của các nước phát triển. Nghiên cứu và đưa vào thử nghiệm một số loại hình quan trắc mới: trạm quan trắc trên các phương tiện di động như máy bay trinh sát khí tượng, tàu biển, vệ tinh khí tượng và viễn thám, tên lửa khí tượng, thiết bị không người lái và các công nghệ, thiết bị quan trắc hiện đại khác.

Đến năm 2050 phát triển 5.886 trạm khí tượng thủy văn

Theo phương án phát triển, mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia, bao gồm: trạm khí tượng bề mặt, trạm khí tượng trên cao, trạm ra đa thời tiết, trạm khí tượng nông nghiệp, trạm thủy văn, trạm hải văn, trạm đo mưa, trạm định vị sét và một số loại trạm chuyên đề khác. Trạm khí tượng bề mặt, thủy văn, hải văn được phân định thành trạm cơ bản và trạm phổ thông.

Tổng số đến năm 2050 phát triển 5.886 trạm khí tượng thủy văn gồm các mạng lưới trạm thành phần sau: Mạng lưới trạm khí tượng bề mặt; mạng lưới trạm khí tượng nông nghiệp; mạng lưới trạm đo mưa độc lập; mạng lưới trạm khí tượng trên cao; mạng lưới trạm ra đa thời tiết...