วิธีการพยากรณ์อากาศ ก็คือ การเก็บข้อมูลในปัจจุบันของลักษณะอากาศต่างๆ เช่น ความกดอากาศ ความชื้นในอากาศ อุณหภูมิของอากาศ ความเร็วลม และทิศทางลม เราสามารถวัดค่าเหล่านี้ได้โดยใช้เครื่องมือซึ่งติดตั้งตามสถานีตรวจอากาศต่างๆ ทั่วโลก ปัจจุบัน มีดาวเทียมตรวจอากาศช่วยถ่ายภาพเมฆที่แสดงบริเวณหย่อมความกดอากาศ และบริเวณที่พายุก่อตัว ทำให้การพยากรณ์ง่ายขึ้น เมื่อได้ข้อมูล ในเวลาปัจจุบัน จากการตรวจอากาศทุกๆ ๓ ชั่วโมงก็นำข้อมูลเหล่านี้มาเขียนลงในแผนที่อากาศในช่วงเวลาต่างๆ และสามารถคาดการณ์ ในเวลาข้างหน้าได้ด้วย หรือนำข้อมูลมาใช้กับทฤษฎีพื้นฐานทางวิชาฟิสิกส์ อันได้แก่ กฎของแก๊ส กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ และกฎการคงตัวของมวล โดยอาศัยคณิตศาสตร์ขั้นสูง ทำให้ได้ค่าตัวแปรต่างๆ ในอนาคต แล้วนำมาวิเคราะห์เป็นแผนที่อากาศในเวลาข้างหน้าได้ ปัจจุบันวิธีการเหล่านี้ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยให้ได้ผลเร็วขึ้น และจากการวิเคราะห์แผนที่อากาศ นักพยากรณ์อากาศก็จะเป็นคนแปลความหมายออกมาให้คนทั่วไปทราบ