本发明公开了一种多参数气象监测装置，包括盒体、布置于盒体外壁面的多个传感器和显示屏，以及布置于盒体内的电脑主板、数据采集卡和电池；多个传感器的信号输出端与数据采集卡的输入接口电连接，数据采集卡的输出端与电脑主板的输入端电连接，数据采集卡接收多个传感器采集发送的电压模拟量信号并将其转化为数字量信号后输出至电脑主板，电脑主板接收数字量信号并处理获得气象数据；显示屏用于所述电脑主板获得的气象数据；电池用于供电。将多个传感器集成至一个盒体上，能同时对多种气象参数进行检测，集成化程度高，便携，能够做到迅速到达指定地点，检测地点灵活；并可快速响应测量参数。本发明还公开了无人机机载式气象监测系统及使用方法。