本实用新型公开了一种可长时间监测高空气象的探测装置，包括用于带动整个探测装置升空的上浮机构、设置在上浮机构底部的机壳和设置在机壳内部的高空气象探测装置，所述上浮机构包括用于保护小氢气球不受强光直射的防护外罩和多个设置在防护外罩内部的小氢气球。此可长时间监测高空气象的探测装置在多个小氢气球外部设置防护外罩，可以有效地防止强光对小氢气球的照射，避免强光直射对小氢气球造成的老化破裂的情况，而且多个小氢气球的设置可以防止某个氢气球损坏后，仍有其余的氢气球提供浮力，令整个探测装置继续在高空中悬浮探测气象数据。