Il programma GAW si prefigge di mettere a disposizione degli utenti osservazioni e analisi di alta qualità della composizione chimica dell’atmosfera e delle sue proprietà fisiche. Il programma sostiene una rete mondiale di stazioni selezionate per il rilevamento dei gas a effetto serra, dell’ozono, delle radiazioni UV, dell’aerosol, dei gas reattivi e del chimismo delle precipitazioni. La rete GAW comprende 30 stazioni globali, oltre 400 stazioni regionali e altre 100 stazioni appartenenti a reti associate. Gli aspetti climatici rilevanti del programma GAW confluiscono nel sistema globale di osservazioni climatiche Global Climate Observing System (GCOS).
Nell’ambito del programma GAW vengono sostenute, sotto l’egida dell’Organizzazione meteorologica mondiale (OMM), diverse attività, quali ad esempio programmi di ricerca nazionali e cooperazioni internazionali. A queste attività si aggiungono servizi quali i centri di calibrazione globali e regionali, gestiti da singoli stati membri su mandato dell’OMM.