他在 1934年组织建立的物候观测网，是中国现代物候观测的开端。1934年，中央研究院气象研究所成立了物候观测组，选定21种植物、9种动物和众多农作物以及部分气象水文现象，委托各地农事实验场进行物候观测。后来由于抗日战争，此项观测时有中断。
新中国成立后，竺可桢先生开始考虑全国性物候观测。1961年，在他的倡导下，由中国科学院地理研究所主持建立了中国物候观测网，制定了物候观测方法（草案）。1963年，观测网络建成并开始全国性物候观测，并定期出版《中国动植物物候观测年报》。
物候观测主要以人工肉眼（辅以望远镜）观测为主。观测员按照“定点、定时、定株”的原则，按照 统一的观测标准进行物候观测并记录。
近年来，新技术为传统物候观测带来活力，出现了采用自动拍照和数据网络传输的新观测技术。运用数码重复拍摄手段观测物候，既节约了人力资源，又便于对物候现象采用统一的观测标准和数据管理模式进行处理。日本著名的“物候眼网络”（Phenological Eyes Network）就是物候自动观测、数据网络传递的一个案例。将物候观测究与有关自动气象记录仪的观测数据结合起来进行研究，也将补充传统物候学研究中气象台站数据精度低、距离远等问题，将更精准地把握气候变化对生物物候影响的各个方面。就观测手段而言，近年的物候观测中，人们往往将地理信息科学对地遥感观测的新成果与地面观测结合起来开展工作。遥感数据是对地面观测的有益补充，二者结合使用可以实现地理事物的空间尺度转化。
目前，中国物候观测网正在着手布置新的物候观测系统。该系统主要包括野外环境监测系统、光谱采集系统、图像和数据采集和控制系统、数据传输和处理系统等。该物候系统的建成，将进一步推动我国物候观测及研究进展。
