最傳統的數據是在地面或海面上通過專業人員、愛好者、自動氣象站或者浮標收集的氣壓、氣溫、風速、風向、濕度等數據。世界氣象組織協調這些數據采集的時間，並制定標準。這些測量分每小時壹次（METAR）或者每六小時壹次（SYNOP）。
氣象衛星的數據越來越重要。氣象衛星可以采集全世界的數據。它們的可見光照片可以幫助氣象學家來檢視雲的發展。它們的紅外線數據可以用來收集地面和雲頂的溫度。通過監視雲的發展可以收集雲的邊緣的風速和風向。不過由於氣象衛星的精確度和分辨率還不夠好，因此地面數據依然非常重要。
數據同化
在數據同化的過程中被采集的數據與用來做預報的數字模型結合在壹起來產生氣象分析。其結大氣狀態的最好估計，它是壹個三維的溫度、濕度、氣壓和風速、風向的表示。
數據天氣
按照物理學和流體力學的結果來計算大氣隨時間的變化。
輸出處理
模型計算的原始輸出壹般要經過加工處理後才能成為天氣預報。這些處理包括使用統計學的原理來消除已知的模型中的偏差，或者參考其它模型計算結果進行調整。
重要工具
天氣預報的重要工具是天氣圖。天氣圖主要分地面和高空兩種。天氣圖上密密麻麻地填滿了各式各樣的天氣符號，這些符號都是根據各地傳來的氣象電碼翻譯後填寫的。
每壹種符號代表壹定的天氣。
表示雲狀的符號，有卷雲、卷積雲、卷層雲、高積雲、雨層雲和積雨雲等等。
表示天氣現象的符號有：雷暴、龍卷、大霧、連續性大雨、小雪和小陣雨等等。
此外，還有表示風向風速、雲量及氣壓變化的符號。
所有這些符號都按統壹規定的格式填寫在各自的地理位置上。這樣，就可以把廣大地區在同壹時間觀測到的氣象要素如風、溫度、濕度、氣壓、雲以及陰、晴、雨、雪等統統填在壹張天氣圖上。從而構成壹張張代表不同時刻的天氣圖。有了這些天氣圖，預報人員就可以進壹步分析加工，並將分析結果用不同顏色的線條和符號表示出來。
地面天氣圖的分析內容包括：圈畫出各地重要的天氣現象（如降水、大風、雪暴等）的區域範圍，畫出冷鋒、暖鋒、準靜止鋒的所在位置，繪制全圖等壓線，標出低壓、高壓中心及強度。經過這壹分析，就可從圖中清晰地看出當時的氣壓形勢：哪裏是高壓，哪裏是低壓，冷暖空氣的交鋒地帶在哪裏。
高空天氣圖上填寫的氣象要素是同壹等壓面上各點的高度，因而分析繪制的是相隔壹定數值的等高線。等高線畫好後，就能看出當時高空的氣壓形勢：哪裏是低壓槽，哪裏是高壓脊。然後再畫出等溫線，標出冷暖中心。從冷暖中心與低壓槽、高壓脊的配置情況，預報人員就可對未來的氣壓形勢作出大致的判斷。
隨著氣象科學技術的發展，有些氣象臺已經使用氣象雷達、氣象衛星及電子計算機等先進的探測工具和預報手段來提高氣象預報的水平，收到了顯著的效果。據報道，自1966年以來，發生在全世界熱帶海洋上的臺風，幾乎沒有壹次逃過氣象衛星的“眼睛”。衛星雲圖對於監視和早期發現大型風暴、強烈的災害性天氣都有顯著效用。
制作過程
①根據有關部門提供的數據在電腦上制作全國氣象形勢圖表（就是天氣預報節目的背景圖）
②主持人站在壹塊藍幕前“指指點點”，講解天氣（如何把握各個地區的位置，主持人只有壹個秘訣——死記硬背）
③影視中心進行影像合成，在電腦上用過程①中的圖表代替過程②中的藍幕；
④影視中心將制作完畢的節目傳送到中央電視臺。