本发明提供了一种可下潜自主式海气观测平台，包括：大气参数传感器(1)、支撑杆(2)、尾舵(4)、控制舱体(11)以及推进器(12)；所述大气参数传感器(1)安装在支撑杆(2)上；所述支撑杆(2)安装在控制舱体(11)上；所述尾舵(4)安装在控制舱体(11)的尾部；所述推进器(12)设置在控制舱体(11)与尾舵(4)之间。所述控制舱体(11)上设置有气囊(3)。本发明具有自主运动能力，能够根据海洋环境信息的变化，自主调整航行路径；能够潜入水下测量深水垂直剖面参数，自动化程度高，能够满足海空立体观测中对动态海洋现象和大深度采样的需求。