Le previsioni meteorologiche si ottengono solitamente dalla seguente procedura:

Osservazione e misurazione dei fenomeni atmosferici (es. vento, i fronti, le nubi) e delle variabili misurabili ad essi legati (es. la temperatura dell'aria, l'umidità atmosferica, la pressione atmosferica, la radiazione solare e la velocità e direzione del vento).
Elaborazione, trascrizione e studio dei dati rilevati (assimilazioni dati, situazione).
Previsione futura a partire dalle osservazioni (condizioni iniziali) tramite uso dei modelli matematici meteorologici (previsione).

Le attuali previsioni meteorologiche nascono solo dopo l'osservazione e la raccolta di dati sulle condizioni atmosferiche. Questi dati e osservazioni sono il risultato di misurazioni dei parametri atmosferici da parte di strumenti appositi come:

barometri (per la misurazione della pressione atmosferica)
termometri (per la misurazione della temperatura)
igrometri (per la misurazione dell’umidità)
termoigrografi (per la registrazione della temperatura e dell’umidità)
pluviometri (per la misurazione delle quantità di pioggia)
anemometri (per la misurazione della forza e della direzione dei venti)
radiosondaggi (mediante palloni sonda )
boe galleggianti e navi meteorologiche (per l’osservazione delle condizioni meteorologiche in mare aperto)
satelliti meteorologici, cioè satelliti che ruotano attorno alla terra per inviare al suolo immagini del movimento delle nubi e le mappe della temperatura. I satelliti si dividono in geostazionari e a orbita polare. Si possono visualizzare le immagini dei satelliti su molti siti web.

I seguenti strumenti sono stati approvati dall'Organizzazione Meteorologica Mondiale(WMO) e vengono utilizzati in ogni stazione meteorologica mondiale:

Termometro a mercurio
Termometri di minima e di massima
Termoigrografo
Anemometro
Anemografo
Barometro
Barografo
Pluviografo
Radiometro
Psicrometro

Nelle stazioni meteo i dati ricevuti vengono trascritti sulle carte del tempo mediante simboli convenzionali, e si confrontano e studiano i dati ricevuti dalle diverse stazioni meteorologiche. Per poter leggere una carta del tempo bisogna conoscere:

isobare, cioè linee ideali che uniscono punti di stessa pressione atmosferica; esse sono importanti per stabilire le zone di alte o di basse pressioni sul globo terrestre, dette rispettivamente anticicloni e cicloni, la direzione dei venti, quasi parallela ad esse, ma con una leggera inclinazione tendente dalle zone anticicloniche a quelle cicloniche, e la loro intensità, tanto maggiore quanto più le isobare sono ravvicinate fra loro.
fronti, cioè le superfici di contatto, e pertanto di discontinuità, tra due masse d'aria aventi caratteristiche, ovvero temperatura, pressione ed umidità differenti. Questi si dividono in due tipi:
- fronti caldi, quando una massa d'aria più calda (quindi anche più umida) si avvicina ad una più fredda. In questo caso l'aria calda, più leggera, sale sopra quella fredda, raffreddandosi e causando anche piogge leggere o nevicate al passaggio del fronte.
- fronti freddi, quando una massa d'aria fredda (quindi meno umida ma più densa) si avvicina ad una massa più calda e pertanto più leggera e più umida. In questo caso l'aria fredda si incunea sotto quella calda, facendola salire, causando temporali, tempeste, bufere.

Questa fase di analisi consente di analizzare lo stato iniziale (attuale) dell'atmosfera (situazione) e fino all'avvento dei modelli matematici e dei supercalcolatori costituiva di fatto il primo passo verso la successiva fase di previsione o prognosi futura attraverso le conoscenze empiriche accumulate dal meteorologo sulla dinamica dell'atmosfera stessa. Con l'avvento di modelli matematici e supercalcolatori questa fase consiste principalmente nell'adattamento dei dati rilevati, spazialmente non omogenei, ai punti del grigliato atmosferico relativo al modello tramite tecniche di interpolazione ed estrapolazione che minimizzino gli errori di approssimazione.

A partire dagli input dei dati iniziali, di cui sopra, i modelli meteorologici calcolo l'evoluzione dello stato futuro dell'atmosfera rispetto ai parametri o incognite del set di equazioni fondamentali. Data la natura intrinsecamente caotica dell'atmosfera il limite temporali di una previsione affidabile, ovvero non affetta da errori significativi, tramite modelli si aggira intorno ai 7-15 giorni. L'uso dei modelli fisico-matematici sempre più raffinati e affidabili ha aiutato di molto il lavoro del meteorologo, il cui compito rimane quello di interpretare correttamente e adattare la previsione (output) dei modelli, sulla scorta delle proprie conoscenze empiriche acquisite, alle situazioni particolari che si verificano su un dato territorio per il quale i modelli risultano ancora piuttosto approssimativi compiendo errori significativi (es. stima della nuvolosità, della precipitazione ecc...). Si distingue tra modelli a scala emisferica adatti per previsioni continentali e/o globali e modelli a scala locale o area limitata (LAM) per previsioni regionali, ottenuti a partire da procedure di downscaling a partire dai modelli globali. Spesso l'occhio del meteorologo riesce a leggere l'evoluzione futura della circolazione atmosferica a grandi linee, ovvero a scala sinottica, al di là del range operativo dei modelli stessi che attualmente raggiunge i 7-15 giorni, grazie a conoscenze legate, ad esempio, alle teleconnessioni atmosferiche o ancora una volta al metodo delle analogie.

Le previsioni meteo si dividono a seconda dell’area e della loro validità nel tempo. A seconda della dimensione dell’area considerata si dividono in ordine crescente in:

provinciali
regionali
nazionali
continentali
globali

A seconda della validità nel tempo sono così distinti:

a brevissimo termine (meno di 24 ore)
a breve termine (24-72 ore)
a medio termine (meno di una settimana)
a lungo termine (oltre una settimana)
stagionali, che si occupano di prevedere l'andamento generale dei fattori climatici piuttosto di fornire informazioni su singoli eventi

Fonte Wikipedia.org