Pilota balons ir meteorologu izmantots instruments, lai pētītu gaisa straumju vai vēja kustības. Tas ir garš, cilindrisks balons, kas ir piepildīts ar hēliju, un tas ir paredzēts, lai pārsprāgtu, sasniedzot augstākus atmosfēras līmeņus. Pilotu gaisa balonu izmantošana ir cieši saistīta ar aviāciju, civilajiem projektiem un starptautisko spiegošanu. Tos sauc arī par laikapstākļu baloniem, pilotu baloni tiek izmantoti kopš 1783. gada, kad divi francūži palaida vēja ātruma pilota balonu, lai pārbaudītu vēja apstākļus pirms pirmā pilotējamā gaisa balona lidojuma.
Pilota gaisa balona novērošana ir prakse, kas pēta pilota gaisa balonu lidojuma laikā. Tiek veikti rūpīgi mērījumi, lai noteiktu pilota balona ātrumu un virzienu, kurā tas pārvietojas. Pilota balona augstums un tā azimuta leņķi tiek ņemti vērā novērojumos, lai noteiktu vēja ātrumu un virzienu dažādos atmosfēras augstumos.
Lai gan kopš pirmā palaišanas pilota balona konstrukcijā un dizainā ir mainījies ļoti maz, tas ir izrādījies ļoti vērtīgs instruments meteoroloģijas un citu zemes zinātņu izpētē. Izmantojot pilota balonus, franču meteorologs Leons Teisserenks de Borts spēja atklāt un pierādīt, ka Zemei ir troposfēra, zemāks atmosfēras līmenis, kur notiek laikapstākļi. 1930. gados parādījās jaunas tehnoloģijas radio izsekošanas sistēmu veidā, kas ļāva paplašināt pilota balona lietderību un vēl vairāk attīstīt meteoroloģijas zinātni.
Izmantojot radio izsekošanu, pilota baloni kļuva par vairāk nekā tikai vēja izsekošanas rīkiem. Laika apstākļu balonam varēja pievienot dažādus rīkus, kas cita starpā ļāva tam nolasīt temperatūru un mitrumu. Pilotu balonu izmantošana laika apstākļu novērošanai ir ļāvusi meteorologiem izveidot trīsdimensiju atmosfēras kartes un dažādus laikapstākļu modeļus, kas ietekmē atmosfēru.
Dažos gadījumos pilota balons ir aprīkots arī ar kamerām, video aparatūru vai teleskopu, lai iemūžinātu tos retos skatus, kurus var redzēt tikai no gaisa. Tas ir padarījis pilotu balonus par noderīgu resursu spiegošanai un detalizētu topogrāfisko karšu izveidei. Tomēr šī izmantošana nav bez trūkumiem. Ņemot vērā pilotu gaisa balonu unikālo izmēru un izmērus, gadu gaitā tie ir kļūdaini uzskatīti par tādiem objektiem kā ārvalstu ienaidnieku draudi, neidentificēti gaisa kuģi un citplanētiešu kosmosa kuģi.