La rete telemareografica è costituita da 16 stazioni automatiche, collegate via radio ad una stazione centrale, attraverso una stazione addizionale che funge da ripetitore (vedi Mappa). Le stazioni periferiche acquisiscono e processano i dati registrati dai sensori, trasmettono le misure alla centrale, situata negli uffici dell'ICPSM, nel centro storico di Venezia, e le registrano in una memoria locale. La centrale archivia i dati in un database costruito in linguaggio SQL. Un'interfaccia grafica, installata presso la stazione centrale, permette di ottenere in tempo reale un'immagine sinottica del livello del mare e dei parametri meteorologici nella laguna di Venezia e in mare aperto: questo strumento si dimostra particolarmente utile per la gestione delle attività necessarie durante il verificarsi degli eventi di 'acqua alta'. Il parametro principale, misurato da quasi tutte le stazioni della rete telemareografica, è il livello del mare. Alcune stazioni registrano anche parametri meteorologici, come vento, pressione e temperatura atmosferica, umidità relativa, precipitazione, radiazione solare, temperatura dell'acqua. La stazione di Piattaforma CNR, in particolare, è la più completa; essa misura infatti tutti i parametri elencati.

L'Osservatorio dell'Ospedale al Mare, al Lido di Venezia, è costituito da due stazioni meteorologiche recentemente acquisite e aggiornate dall'ICPSM, ma funzionanti dal 1940: per queste stazioni è perciò disponibile un'estesa serie storica di dati tra cui pressione, vento, temperatura dell'aria, umidità relativa, insolazione, che fornirà utili informazioni climatologiche.

Per assicurare la continuità della ricezione dei dati e la completezza del database, il personale dell'ICPSM, in collaborazione con una ditta specializzata, si occupa della manutenzione della rete di monitoraggio: i numerosi strumenti e le strutture sono ispezionati periodicamente garantendo una corretta operatività del sistema di monitoraggio e prevenendo i guasti alle sue varie componenti, come rottura dei sensori, danni alle strutture che li contengono o guasti al sistema di trasmissione. Tecnici specializzati si occupano della connessione radio fra le stazioni e la centrale.

Tutti i dati della rete telemareografica sono automaticamente validati dal sistema che segnala la registrazione di valori evidentemente errati. Un successivo controllo grafico, effettuato manualmente dai tecnici dell'ICPSM, permette di evidenziare ed eventualmente eliminare i dati anomali. Un confronto fra stazioni vicine serve a individuare misure inconsistenti nei dati di livello.
L'archivio dei dati validati comprende i dati orari, registrati a partire dal 1983, nelle stazioni di Punta Salute, Piattaforma CNR e delle tre dighe (Lido, Malamocco, Chioggia).
Sono inoltre disponibili, con frequenza 5 minuti, i dati delle stesse stazioni a partire dal 1998, e i dati delle altre stazioni a partire dalla data di installazione di ciascuna: Palazzo Cavalli (1998) Chioggia Città (1999); Saline (2000); Misericordia (2002); Burano (2002); Murano (2003); Chioggia Porto (2003); Malamocco Porto (2003); Ospedale al Mare (2004).
I dati validati vengono utilizzati per calcolare le principali grandezze statistiche, tra cui le medie annuali del livello del mare e una lista dei valori estremali di livello registrati.