「臺東氣象站」位於臺東市大同里20鄰大同路106號，大同路與精誠路交叉口。其為一座氣象觀測站，成立於明治34年（1901）。該氣象站由行政院交通部中央氣象局所管轄，全名為「交通部中央氣象局臺東氣象站」。

日治明治29年（1896），臺灣總督府即規劃在臺灣各處興建多座氣象觀測站，而東部地區，終於明治34年（1901）1月1日，在現今臺東氣象站的位置成立氣象觀測站，當時稱為「臺東測候所」，直接隸屬臺灣總督府管轄。臺東測候所的成立，使臺灣東部地區正式首度擁有氣象觀測業務。

民國34年（1945）11月1日，第二次世界大戰結束，國民政府派石延漢接收臺灣總督府所遺留在臺灣各處的氣象設施與測候所，成立「臺灣省氣象局」，隸屬在臺灣行政長官公署之下。自此臺東氣象站歷經多次改名：「臺灣省氣象局臺東測候所」、「臺灣省氣象所臺東測候所」、「中央氣象局臺東氣象測站」等，民國78年（1989）8月1日，正式更名為「交通部中央氣象局臺東氣象站」迄今。

臺東氣象站的辦公廳舍除風力塔是由日治時期保留至今外，辦公廳部分曾歷經多次改建，始有今日規模。而氣象站中，有7棵「黑松」是自20世紀初成立時，從日本琉球移植生長至今，每株價格已逾千萬元，因氣象站員工及附近居民的要求，亦一併保留迄今。

臺東氣象站屬於三等氣象站，目前總配置人數為6人：主任1名及職員5名，並實施24小時輪班作業。此外臺東氣象站還轄有四等氣象站成功氣象站，稱為「臺東氣象站成功站區」。