本发明公开了一种高山峡谷水库局地气候效应的立体监测方法，包括以下步骤：(1)选择水库坝前和水库中部两个位置，每个观测位置安装不同高度的自动气象站；(2)根据气象站的布设位置，无人机沿两岸直线观测水库坝前和/或水库中部不同高度的气象要素；(3)根据气象站的布设高度，无人机沿河道中轴线观测水库坝前和水库中部之间不同高度的气象要素。本发明能够获取水库不同位置的气象垂直分布，并捕捉到气象要素沿程的变化情况。监测数据可作为高山峡谷水库局地气候效应过程机理研究和大气数值模拟提供数据支撑，解决中尺度气象模式在高山峡谷地区应用和验证困难的问题，为高山峡谷水库局地气候效应观测方法提供思路。