塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站由中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所于2003年建立，2018年入选中国气象局首批野外科学试验基地，被命名为塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地。该基地地处中国新疆塔克拉玛干沙漠腹地的塔中地区，是目前世界上唯一深入流动沙漠腹地200km以上的大气环境观测试验基地。对中国以及世界流动性沙漠下垫面陆气相互作用、沙尘暴过程及灾害、沙漠生态气象研究具有代表性和参考价值，是研究流动沙漠大气边界层物理过程、沙漠大气环境、沙漠陆面过程十分理想的天然试验场。具体的研究方向包括沙漠陆气相互作用、沙尘暴过程与灾害研究和沙漠生态气象探测技术研发与应用。
该试验基地主要观测系统包含超级站、沙漠通量站、区域天气站、风沙监测站和大气成分监测站等5类站点。其中超级站由80m高度10层梯度铁塔探测系统、辐射探测系统、涡动相关探测系统、系留气艇探测系统、风廓线雷达探测系统组成，用于观测塔克拉玛干沙漠的近地层结构、水热通量交换、地表辐射能量收支、边界层气象要素及沙尘浓度垂直分布。
