系留气球是使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球。升空高度2km以下，主要应用于大气边界层探测。为使气球有良好的稳定性，有时做成流线型，横放在空中。球内充氢或氦气。气球可携带自记仪器、无线电遥测仪器；或可通过缆绳传送信息的仪器；也可掉挂仪器在几个预定高度进行梯度观测。用聚酯薄膜制作的大型球，可带几十公斤的仪器。观测项目除温、湿、压、风等气象要素外，还用来观测臭氧以及大气污染监测，能在一段时间（几小时至几十小时）内连续测量它们的变化。但在强风条件下操作困难，也不宜用作长时间的连续观测。

系留气球是一种无动力气球飞行器。气球用系缆与地面设施连接，球体内充氦气，依靠浮力悬停在空中。

一个系留气球系统一般由球体、系缆、锚泊设施、测控、供电等主要部分组成。球体为全柔性结构，由多功能柔性复合材料制成，外形一般采用流线型。球体尾部的尾翼多采用十字布局或倒Y形布局。球体内部分成充有氦气的主气室和充有空气的副气囊两部分，气球的浮力由主气室提供，副气囊则用于调节球体的压力，使球体始终保持较好的刚性。

系留气球的工作高度取决于气球体积、载荷重量和系缆重量等因素，一般从几百米至3000米。系留气球的抗风能力与球体的气动特性、布局、净浮力和体积大小有关。小型系留气球的抗风能力一般为5、6级，大型气球可达8级以上。

与其他高低空飞行器相比，系留气球具有滞空时间长（连续滞空时间从几天至一个月），耐候性强，部署简单灵活，造价和维护费用低廉等特点。

作为一种升空平台，系留气球可为球载设备提供较大的对地视界范围，滞空高度越高，覆盖范围越大。系留气球可用于大气和环境监测、缉私等民用领域，在军用领域，一般多用于预警、电子对抗、技术侦察与监视、超长波通信、信息中继等方面。