Để xác định thời tiết ngày mai, các nhà khí tượng học bắt đầu bằng cách xem xét các yếu tố thời tiết ngày hôm nay như ở mọi nơi trên thế giới.

Nhiệt độ, áp suất khí quyển, độ ẩm, lượng mưa, tốc độ và hướng gió: mỗi ngày một khối lượng dữ liệu được thu thập và chia sẻ ở cấp độ hành tinh. Hơn 2/3 dữ liệu này đến từ vệ tinh, có thể là địa tĩnh hoặc quỹ đạo địa đồng bộ.

Trên Trái đất, hàng nghìn trạm ở gần 200 quốc gia được trang bị nhiệt kế, khí áp kế, máy đo gió và máy đo mưa, theo dõi những thay đổi trong khí quyển, đại dương và trên đất liền vài lần trong một giờ. Các trạm tự động, cảm biến, radar và khinh khí cầu cũng được sử dụng. Lưới ô vuông càng mịn thì dự báo càng chính xác.

Mục đích là để phân tích diễn biến của các khối không khí, ấm hoặc lạnh, gặp nhau và tương tác trong tầng đối lưu, tạo ra nhiễu động.

Dữ liệu được xử lý và phân tích bằng cách sử dụng các mô hình kỹ thuật số có khả năng lập bản đồ trạng thái ban đầu của khí quyển, sau đó mô phỏng cách nó sẽ phát triển trong những giờ tiếp theo và theo không gian ba chiều.

Khí quyển được chia thành các phần, mỗi phần chứa một giá trị áp suất, nhiệt độ, độ ẩm và gió để phù hợp với loại hình ảnh thời tiết được yêu cầu.

Diễn biến thời tiết có nhiều khả năng được thiết lập, cũng như có các kịch bản bổ sung cho dự báo.

Dự báo viên sẽ tinh chỉnh kết quả, so sánh các kịch bản, tính toán chỉ số tin cậy cũng như tỷ lệ phần trăm xác suất thời tiết mưa, tuyết và băng giá, nắng nóng trước khi chuẩn bị kết quả để thông tin đến công chúng.