他在 1934年組織建立的物候觀測網，是中國現代物候觀測的開端。1934年，中央研究院氣象研究所成立了物候觀測組，選定21種植物、9種動物和眾多農作物以及部分氣象水文現象，委托各地農事實驗場進行物候觀測。后來由于抗日戰爭，此項觀測時有中斷。
新中國成立后，竺可楨先生開始考慮全國性物候觀測。1961年，在他的倡導下，由中國科學院地理研究所主持建立了中國物候觀測網，制定了物候觀測方法（草案）。1963年，觀測網絡建成并開始全國性物候觀測，并定期出版《中國動植物物候觀測年報》。
物候觀測主要以人工肉眼（輔以望遠鏡）觀測為主。觀測員按照“定點、定時、定株”的原則，按照 統一的觀測標準進行物候觀測并記錄。
近年來，新技術為傳統物候觀測帶來活力，出現了采用自動拍照和數據網絡傳輸的新觀測技術。運用數碼重復拍攝手段觀測物候，既節約了人力資源，又便于對物候現象采用統一的觀測標準和數據管理模式進行處理。日本著名的“物候眼網絡”（Phenological Eyes Network）就是物候自動觀測、數據網絡傳遞的一個案例。將物候觀測究與有關自動氣象記錄儀的觀測數據結合起來進行研究，也將補充傳統物候學研究中氣象臺站數據精度低、距離遠等問題，將更精準地把握氣候變化對生物物候影響的各個方面。就觀測手段而言，近年的物候觀測中，人們往往將地理信息科學對地遙感觀測的新成果與地面觀測結合起來開展工作。遙感數據是對地面觀測的有益補充，二者結合使用可以實現地理事物的空間尺度轉化。
目前，中國物候觀測網正在著手布置新的物候觀測系統。該系統主要包括野外環境監測系統、光譜采集系統、圖像和數據采集和控制系統、數據傳輸和處理系統等。該物候系統的建成，將進一步推動我國物候觀測及研究進展。
