■西沙多普勒天氣雷達。香港文匯報記者何玫 攝1957年7月1日，「廣東省西沙氣象站」正式開始氣象觀測業務，當年10月開始開展高空探測業務。西沙（永興島）高空站為全球交換情報網站。
1972年9月，西沙氣象台永興天氣雷達站建成，雷達型號為843型。1975年1月，設立珊瑚島氣象站。1988年5月，更名為「海南省西、南、中沙群島氣象台」。1999年7月1日，開始使用高空探測數據處理軟件系統，解決多年來以人工接收數據處理及編制報表的問題；2005年12月，安裝QDQ2-1型水電解製氫設備，實現製氫自動化。
2006年3月，L波段雷達投入使用，實現了探測數據採集、監測的自動化。
2007年6月，新一代多普勒天氣雷達投入使用，連續24小時不間斷運行。2012年8月9日，更名為海南省三沙市氣象局。
2013年12月1日，新建風廓線雷達正式開機試運行，獲取的高時空分辨率的高空資料開始應用於預報業務中。2014年8月，L波段探空雷達實現了雙機備份。
目前，海南省三沙市氣象局已建成2個基準氣候站、14個海島無人自動氣象站、2個船舶站組成的綜合觀測網。