貯水型雨量計には、受水器が集めた降水を雨量ますと呼ばれる容器に貯め、その深さを観測する貯水型指示雨量計と、貯水槽に導いた降水の重さで記録ペンを駆動し、記録紙に貯水量の時系列を自動的に記録する貯水型自記雨量計とがあります。
貯水型指示雨量計は、取扱いが簡単な反面、雨量ますの容量が限界を超えた時点で測定が不可能になり、また、放置すると降水が蒸散して測定が不正確になるため、有人観測が前提となります。

雨量計の内部に、シーソーの支点（転倒軸）上で結合された2つの容器（ます）からなる転倒ますと呼ばれる機構を持ちます。受水器が集めた降水は一方のますに注ぎ込み、一定量がたまると、その重さによってシーソーが転倒し、降水はもう片方のますに注ぎ込むようになる。これを繰り返して左右交互に転倒する回数を数えることによって雨量が測られます。
転倒回数の計測には、転倒ますの重量や、転倒軸に取り付けた磁石が動くことによって作動するスイッチが用いられます。

観測所からレーダービームを出し、その反射エコーをとらえ観測することで特定地域の雨や雪の状況を分析します。広い範囲の降水量を把握できるという長所がありますが、一方では誤差も生じるため、地上の雨量計と両方を使ってより正確な観測をします。