天氣預報是根據氣象觀測資料，應用天氣學、動力氣象學、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。

1、一種是傳統的天氣學方法，就是將同一時刻，同一層次的氣象資料填繪在一張特製的圖上，這張圖稱為天氣圖。經過對天氣圖上的各種氣象要素進行分析，預報員就可以瞭解當前天氣系統（如颱風、鋒等）的分佈和結構，判斷天氣系統與具體天氣（如雨、風、霧等）的聯絡及其未來演變情況，從而作出各地的天氣預報。現在天氣圖的繪製和分析都由計算機來完成。

2、另一種是靠計算機"算出來"的。由於大氣的運動遵循一些已知原物理定律，根據這些定律，可以將大氣運動狀態寫成一組偏徽分方程，只要給出初值（大氣的當前狀況），就可以求解出方程組隨時間變化的變數值，據此得到大氣的未來狀況。求解方程的過程極其複雜，要求在規定的時間裡處理大量的氣象資料，即使最簡化的大氣方程也必須在高速計算機上進行運算。

透過各種裝置收集資料，雷達，衛星等。然後用超級計算機分析，一定的演算法計算出今後的天氣走勢。

由於是算出來的，根據非線性的關係，一點點小小的誤差可以產生巨大的區別，所以天氣預報只能預測短期的天氣情況，長期的則可能完全不準確。有一本物理學的書“混沌”就是講的有關這方面引起的相關東東。