天氣預報是根據氣象觀(探)測資料，應用天氣學、動力學、統計學的原理和方法，對某區域或某地點未來一定時段的天氣狀況作出定性或定量的預測。準確地預報天氣一直是大氣科學研究的一個重要目標。天氣預報的歷史可以從最早的看雲識天氣和根據物像來推測天氣開始，以後經歷了單站預報，天氣圖預報，到目前的應用氣象衛星、天氣雷達等先進的探測資料和用計算機進行天氣預報的階段。伴隨著科技的不斷進步，天氣預報得到了快速的發展。 天氣預報的種類按預報時效可大致分為：臨近預報(1～2小時)、甚短期預報(2～12小時)、短期預報(12～48小時)、中期預報(3～10天)、長期預報(10天以上)等；按服務物件可劃分為：日常天氣預報和專業天氣預報(如航空天氣預報等)；按預報範圍可大致劃分為區域預報和站點預報等。由於服務物件不同，在預報專案、預報時效、預報用語等方面都存在著一定的差異。 目前製作天氣預報主要採用天氣學預報方法、統計學預報方法和動力學預報方法，以及由這三種基本預報方法相互結合形成的天氣—統計預報方法、動力統計預報方法和天氣—動力預報方法等。 天氣學預報方法（或稱天氣圖方法）：是以天氣圖為主要工具，配合衛星雲圖、雷達圖等，用天氣學的原理來分析和研究天氣的變化規律，從而製作天氣預報的方法。這種方法主要用於製作短期預報。 數值預報方法（又稱動力學預報方法）：是利用大型、快速的電子計算機求解描述大氣運動的動力學方程組來製作天氣預報的方法。這種方法可用於製作短期預報，也可做中、長期預報。近幾年還開始用來做氣候預報。 統計預報方法：是採用大量的、長期的氣象觀測資料，根據機率統計學的原理，尋找出天氣變化的統計規律，建立天氣變化的統計學模型來製作天氣預報的方法。這種方法主要用於製作中、長期預報和氣象要素預報。 這三種製作天氣預報的方法的主導思想不一樣。天氣現象（或天氣過程）的發生，包含著必然性和偶然性，統計預報方法是從天氣現象（或天氣過程）具有偶然性這一點出發，認為天氣變化是一種隨機過程，在相同條件下不一定出現同樣的天氣變化，只能求出某種天氣出現的可能性或機率。天氣學方法和數值預報方法則從天氣現象（或天氣過程）具有必然性這一點出發，認為天氣變化不是隨機的，它滿足一定的規律（如動量守衡、能量守衡、質量守衡等等），在相同的條件下應該發生相同的變化，根據大氣某一時刻的狀態，可以推算出其下一時刻的確定的狀態。 目前製作天氣預報常常是將這三種方法配合起來使用，將天氣圖、衛星和雷達影象、動力分析和統計分析、數值預報產品等進行綜合分析，最後做出天氣預報。