為了推動地震前兆的研究，氣象署在1999年集集地震發生後開始建置臺灣地球物理觀測網（Taiwan Geophysical Network for Seismology, TGNS）。首先在2001年建置高密度全球衛星定位系統，透過高精度GPS衛星大地測量，建立臺灣地區大地變形資料庫，提供地震前兆研究以及斷層活動、火山活動、地層下陷、地層滑動監測。2012年起將測站儀器陸續升級成高精度GNSS（全球導航衛星系統）儀器，進行多星系統連續觀測。

接下來在2004年開始建置地震地下水觀測站共6個，以連續紀錄方式持續觀測大氣壓力、雨量與地下水位之相關性，藉以建立地下水位變動相關的研究參數，建立臺灣地區地下水水位變化長期趨勢以及與地震之關係。2008年透過合作的方式，接收中央大學維護的11個地球磁場觀測站，觀測地震發生前後的地磁場擾動現象，以尋找大地震發生與地磁場異常的關聯。最後在2017年同樣接收中央大學維護的20個大地電場觀測站，增加大地電場觀測地震前兆的分析作業。

目前TGNS觀測網總共包含了159個GNSS觀測站、6個地下水位觀測站、12個地球磁場觀測站以及20個大地電場觀測站（圖1）。