1993年2月，南通县气象局更名为通州市气象局，为市政府直属正科级事业单位，依法履行气象主管机构管理职能，实行上级气象主管机构与市政府双重领导、以上级气象主管机构为主的管理体制，对外挂“通州市气象局”“通州市气象站”两块牌子。2001年末至2002年初，按照国家和省气象局统一部署，进行机构和人事制度改革，实行全员聘用制。改革后的内设机构有办公室、气象台、气象科技服务与产业科、市防雷设施检测所。2002年10月，根据事、企分开原则，组建通州市天安气象服务中心，从事气象科技和信息经营性服务。2009年6月底，市气象局共有高级工程师2人、工程师7人。

20世纪90年代前期，地面气象观测以人工观测常规仪器为主，气象信息（包括上级台站对下级台站指导）传输以无线气象传真机、高频电话、有线电话和传真为主。1995年10月，建成卫星云图接收和处理系统。1996年6月，在全国县（市）级气象部门率先装备711型测雨雷达，用于监测和预报强对流天气。8月，建立数据通信终端，开通与省、南通市气象部门的数据交换网。巩固和完善农村气象警报服务网，布设在各乡镇的气象警报机通响率100%。1997年，市气象站添置新的警报发射机，改善警报服务设施。1999年，完成PC-VSAT接收站和气象信息综合分析处理系统MICAPS（国家气象现化代建设重点工程——9210工程配套项目）建设工作，提高气象信息传输和气象预报制作能力。2000年11月，加强对地面观测场的维护、整修，更换大部分仪器设备。2002年3月，在市气象局地面气象观测场内建成自动气象站，从3月23日（世界气象日）开始试运行。该自动气象站使用的是ZQZ-CⅡ型地面气象综合有线遥测仪，由气象要素传感器、采集器主箱、电源箱、计算机等组成，可以连续自动测量风向、风速、温度、湿度、气压、降水、地表温度、浅层地温等气象要素值，并结合尚未实现自动测量的日照、云、能、天等项目由人工观测键入结果，经计算机按业务规范计算处理、显示、打印报文报表，实现观测资料的存储、查询和传输。2003年1月1日，开始实行人工观测与有线遥测双轨运行。11月，在南通盐场冷冻厂二层楼顶建成中尺度自动气象站，主要用于监测台风、暴雨等中尺度灾害性天气。该站采用ZQZ-AE型中尺度自动气象站设备，能连续自动测量、计算风向、风速、温度、降雨量等气象要素值，并自动将数据实时传送到省、市气象部门或其他有关部门。2004年5月，在刘桥镇测震村地震观测点安装雨量自动遥测站，11月在石港镇政府办公楼顶安装中尺度自动气象站。开通市气象局至南通市气象局的2M宽带专网。应用现代天气预报智能业务平台，并进行本地化改进。同年，开发应用气象资料查询系统。2005年初，建成省气象局—南通市气象局—市气象局可视化会商系统，实现天气会商图像可视化。2006年，为农林部门、部分镇政府和重点企业安装气象信息终端。至2009年6月底，全市共有中尺度气象站5家，遥测雨量站10家。

地面气象测报  1990年1月1日起，根据江苏省气象局要求，气象站取消白天守班制度，按《辅助观测站测报业务暂行规定（试行）》开展测报工作，仅8时、14时、20时3次定时观测相关项目，不发报，观测记录不审核、不上报。2000年12月，江苏省气象局决定，撤消通州市气象局辅助观测站建制，按一般气象观测站要求开展测报业务，每天进行8时、14时、20时3次定时观测，观测项目为：云、能见度、天气现象、气压、空气温度和湿度、风、降水、雪深、日照、蒸发（小型）、地温（地面和5～20厘米）等，白天守班，编发重要天气报，观测资料审核上报。2003年1月1日起，实行人工观测与有线遥测双轨运行。2005年1月1日起，实行自动站单轨业务运行，停止气压、温度、湿度、风、地温等项目的人工观测和人工观测记录报表及数据文件制作，但定时降水量（8时、20时）仍以人工器测数据作为正式记录，各类人工观测仪器仍保留，并进行正常维护和检修。2001—2008年，地面测报平均总错情率为0.1‰（省定控制指标为0.5‰以下），测报质量每年均达甲标，11人次获“百班无错情”奖励。继续保留全市14个雨情人工观测点（包括3个气象哨），在汛期观测报送雨情、地壤湿度（墒情）和灾情、农情等。

天气预报  根据上级气象台站的指导预报，结合通州实际，进行订正和补充预报。1993—2008年，天气预报水平显著提高。1996年，定性预报准确率84%、定性预报技巧水平76%、定量预报技巧水平83%，分别比1992年提高4个、6个和5个百分点。2005年，3项指数分别为85%、77%和85%，分别比1996年提高1个、1个和2个百分点。至2008年，3项指数提升至85%、82%和85%。1998—2008年，先后开发人体舒适度、花粉浓度、红外线强度、感冒指数、中暑指数等与人民生活密切相关的预报项目和内容。

防雷减灾  防雷减灾工作开始于20世纪90年代初期，主要负责建筑物（构筑物）防雷装置（避雷针）的接地电阻检测。1996年前，年均检测100处（点）左右。1997年，检测避雷装置180多处（点）。1998年末，经市编制委员会批准，建立通州市防雷设施检测所，隶属市气象局，为事业性质股级建制，主要职责为防雷管理、督查，防雷科技知识宣传普及，防雷技术推广应用，防雷设施安全效果定期检测，新、改、扩建建筑物（构筑物）防雷设施检测验收、计算机防雷防静电技术服务和雷电灾害调查鉴定等。1999年，市政府办公室下发《关于加强防雷安全管理的通知》，明确市气象局防雷管理职能和市防雷检测所的防雷检测职能。全年共检测避雷设施620多处（点）。2001年，市政府办公室印发《通州市防御雷电灾害管理办法》，市气象局被列为市安全生产委员会成员单位，防雷工作被列入安全生产管理内容。全年检测防雷装置500多处（点），督促整改一批不合格防雷装置。12月，市气象局进入市行政审批服务中心，开展防雷装置设计审核工作。2002年，检测装置500多处（点），防雷工程图纸审核20多个项目，建筑面积15万平方米。2003年3月，开始开展防雷工程施工服务，先后为通州日报社新闻卫星接收系统和计算机网络、人民医院住院部新大楼和计算机网络、花炮生产储藏企业、江海堤防闸及一些新开发住宅和商务办公楼等安装防雷设施。2005年，检测量接近2000处（点），加油站、化工企业等危险场所检测覆盖率达100%。至2009年6月，防雷设计审核、竣工验收项目178个，建筑面积359万平方米。

人工增雨  1995年，全市出现严重秋季干旱，在南通市气象局组织下，通州市实施历史上第一次人工增雨作业。2005年，全市出现较为严重的春夏连旱。6月25—26日，按照省气象局指令，宿迁市气象局派出4人增雨小组携带增雨火箭到通州帮助实施增雨作业。增雨小组选择先锋、平东镇作为火箭发射点，捕捉2次增雨机会，发射火箭20多枚，一定程度上缓解了通西、通北旱情。

决策气象服务  以为农服务为重点，抓住关键性、转折性、灾害性天气，为市委、市政府安排工农业生产、指导抗灾救灾和组织重大活动、实施重大工程提供决策依据。比较突出的服务有：1993年龙卷风、暴风雨；1994年夏季旱灾；1995年秋播干旱；1996年“烂麦场”天气、夏季干旱、秋播连阴雨和9608号台风；1997年春季连阴雨、夏季干旱和9711号台风；1998年春秋季寒潮、旱转雨、9808号台风和洪峰过境；1999年梅雨量、秋季强冷空气；2000年旱转雨、连阴雨；2001年病虫害防治、夏秋季干旱；2002—2005年“烂麦场”天气；2006年强对流天气。此外，还有历年汛期、台风和“两会”、经贸洽谈会、中高考等重大活动及主要节假日期间的气象服务。

公众气象服务  通过媒体向市民发布气象预报。1996年前，以广播电台播发天气预报为主，每天早中晚3次，1997年开始增至每天5～6次。1997年1月、8月、10月，分别开办报纸天气预报栏目、电视天气预报节目和“121”天气预报自动答询电话。“121”日均答询2300多次，最多每天达3800多次。1998年6月，将“121”改为“1210”，并修改答询用语。2000年1月，开辟“1218”专项气象服务，新增中期天气预报、周边及旅游城市天气预报和天气实况等信箱。在通州市党政信息网和电信163网上建立气象服务网页。2001年，开办“通州天气在线”网站。2002年3月，在南通市所属县（市）级气象部门率先建成自动气象站，天气预报电话自动答询服务由模拟系统升级为数字系统，消除语音质量差、服务内容少、扩展性能弱、忙时拨不通等问题，用户数由上年2.4万户上升到6.6万户。2003年，开办“通州兴农”网站。2004年11月，按照全省统一要求，天气预报自动答询电话号码改为“96121”。日拨打量平均5000次左右，最高日拨打量达3万多次。由于服务方式逐渐丰富，至2009年6月底，布设在各乡镇和农村及有关部门的气象警报机被逐渐淘汰。

气象科技服务  主要根据社会各行业、各单位实际需要，运用先进气象科技成果，为趋利避害、安排生产经营等活动提供有针对性的天气预报有偿服务。通州气象科技服务起步于1985年，当时以有线电话方式为少数几家砖瓦厂晒砖瓦坯提供天气预报服务。1991年开始以无线气象警报机服务为主，电话咨询作为补充方式，服务行业逐渐发展到盐业、建筑业、交通运输业、仓储业、保险业等。为砖瓦厂服务最多时达80多家。至2009年6月底，服务砖瓦厂近40家，其他行业用户年均1～2家。