Les données ou les valeurs qui leur sont associées peuvent être reportées sur un émagramme, un téphigramme, un Skew-T ou tout autre diagramme thermodynamique. Les météorologues peuvent ainsi se faire une idée de la stabilité de l'air, du type de masse d'air, des couches nuageuses et de l'évolution de ces paramètres autour du point où a été lâchée la radiosonde. Les données d'un ensemble de radiosondes, permettent de représenter en trois dimensions l'atmosphère et sont exploitées pour la prévision météorologique, en particulier par les modèles de prévision numérique du temps.
Un type particulier de radiosonde est la catasonde. Il s'agit d'un appareil lâché en vol d'un aéronef, avec ou sans parachute, afin de recueillir le même type de données lors de la chute vers le sol. Cette sonde ressemble à un obus contenant les instruments, la forme donnant moins de prise au vent lors de la chute.
Elles ont été développées par le NCAR américain pour être généralement utilisées par les avions de reconnaissance des ouragans afin de connaître la structure des cyclones tropicaux actifs. Ces avions en lâchent un grand nombre à travers le système alors qu'ils sont en mer pour recueillir des informations qui ne sont pas disponibles autrement. Ce type d'appareil est disponible mondialement pour la recherche théorique et l'analyse pratique in situ des systèmes météorologiques autant de grande (dépression), que de petite échelle (orage).