​​风向风速仪通过机械或电子感应元件捕捉气流方向，结合方位刻度或矢量计算精确判断风向。​​ 常见设备如风向标会随风转动指向风的来向，超声波风速仪则利用时间差分析气流角度，最终数据通过指针、数字显示或远程传输呈现。

风向标法采用流线型尾翼结构，低风速时仍能灵敏转动，其指向方位与16方位刻度盘对应，直接显示如“东北风”或度数（如45°）。机械式风向标需人工读取指针位置，而电子式通过传感器将物理位移转化为电信号，自动输出数字结果。​​关键优势在于结构简单、维护成本低​​，但需定期校准避免轴承磨损误差。

超声波测风技术通过三角形排列的探头检测顺/逆风超声波传播时间差，​​计算三维风速矢量合成风向​​，无机械磨损且响应速度达毫秒级。但安装需严格水平，且价格较高。船上使用的风速仪常结合GPS方位数据，自动校正船体移动对风向测量的干扰。

风压式传感器通过比较多个孔洞的受压值确定最大风压方向，适合强风环境但易受湍流影响。​​工业级设备会融合多种原理​​，例如同时采用超声波和风杯互补验证，提升极端天气下的可靠性。

定期清洁感应部件、避免遮挡物干扰是保障数据准确的基础。用户应根据测量场景（如航海、气象站或户外运动）选择对应防护等级的设备，并注意单位换算（如节与米/秒）。