기상관측소 본관은 원통형 매스를 중심으로 주변에 단순 입방체가 결합되어 전체적으로 기하학적, 추상적 형태와 공간을 강조하였고, 원통형 옥탑 구조물, 곡면의 현관과 캐노피, 상층부 돌림띠의 요철장식 등 근대 모더니즘 건축 기법을 나타내고 있다. “노장(露場)”이라 불리는 우량계측실과 계절적인 변화를 관측하기 위해 식재된 단풍나무, 벚나무 등 기상관측을 위한 부속시설도 잘 남아 있다. 경기도립경성측우소 청사로 건립된 후 현재까지 기상관측용도로 사용되고 있는 등 우리나라 기상관측의 역사를 증명하는 장소로 가치가 있다.
