林業試驗所為台灣少數長期進行上游森林集水區水文和氣象監測的機構之一。自民國50年起，開始在蓮華池地區進行氣象觀測，並陸續在各試驗林設置試驗集水區和氣象站，監測溪流水量和相關氣象因子，並建立了氣象水文資料庫。這個資料庫已經累積了數十年的長期連續紀錄，為研究森林水文、物候學和生態系經營提供了基本資料，並廣泛滿足相關研究和工程規劃設計的需求，對這些領域的研究有很大的助益。
森林水文氣象研究在台灣北、中、南部目前仍維持7個試驗集水區和7個森林氣象觀測站，長期觀測天氣狀況、降雨量和溪流水量，以研究水文循環和水平衡等問題，並為森林經營提供參考。此外，在幾個試驗集水區進行養分和泥砂輸出的研究監測，旨在建立完整的水文基本資料，為水資源保育和森林生態系研究奠定基礎。