大气垂直探测仪是我国下一代新型地球静止气象卫星上的重要有效载荷，它是利用大气和地球表面的红外辐射能量，在空间遥感大气温度、湿度和大气成分的垂直分布，实现大范围、快速、连续和长期的气象测量，研制大气垂直探测仪对于提高我国气象观测水平、跟踪国际先进水平、提供现代化军事保障和发展经济有着十分重要的意义。本文主要对大气垂直探测仪的结构设计进行了研究。　　 论文首先介绍了国外干涉式大气垂直探测仪机械结构设计的发展状况；接着阐述了大气垂直探测仪结构设计的总体方案和技术路线，确定了利用CAD/CAE技术来提高设计的质量，缩短研制开发周期，减少试验次数从而降低研发费用。　　 然后对大气垂直探测仪主光学系统的机械结构进行了深入研究，设计了主光学系统的机械结构，建立了主光学系统的有限元模型，分析了重力、过载、温度变化对主光学系统的影响，计算了结构的固有频率，根据分析结果确定了结构采用的材料和最优的设计方案，主光学系统的实测结果与仿真结果基本相符，设计的结构能够满足使用要求。　　 最后设计了中继光学系统和后继光学系统的机械结构，根据光学系统的要求设计了光学元件的调节机构，并建立了结构的有限元模型，利用有限元分析技术对设计出的结构在各种状态下的变形、应力及固有频率做了全面的分析，保证设计合理可行。