Прогноз погоди складається на основі людських знань і можливостей комп'ютера. Традиційною складовою частиною створення прогнозу є аналіз карт, що показують структуру атмосфери по горизонталі і по вертикалі. На їх основі фахівець з прогнозу може оцінити розвиток і рух синоптичних об'єктів. Використання в метеорологічній мережі комп'ютерів істотно полегшує прогноз температури, тиску та інших метеорологічних елементів. Для прогнозу погоди, крім комп'ютера, необхідні широка мережа спостережень за погодою і надійний математичний апарат. Ідеальний прогноз повинен виправдовуватися за всіма параметрами. Встановити причину помилок у прогнозі складно.
Метеорологи вважають прогноз таким, що виправдався, якщо його помилка менша, ніж прогноз погоди із застосуванням одного з двох існуючих методів. Перший з них, що називається інерційним, допускає, що характер погоди не зміниться. Другий метод виходить з того, що характеристики погоди будуть відповідати середнім місячним на дане число. Чим масштабніше явище погоди, тим на більш тривалий термін його можна прогнозувати. Наприклад, часто ступінь розвитку і шляхи руху циклонів можна прогнозувати на кілька днів уперед, але поведінка конкретної купчастої хмари може бути передбачена не більш ніж на найближчу годину.
Атмосферні процеси розвиваються хаотично. Це означає, що для прогнозу різних явищ у різному просторово-часовому масштабі необхідні різні підходи. Наприклад, прогноз тиску повітря на добу в приземному шарі є майже таким же точним, як вимірювання за допомогою метеозондів, за даними яких його перевіряли. І навпаки, важко дати детальний тригодинний прогноз переміщення шквалів.
Метеорологи поки що можуть тільки заздалегідь виділяти великі райони можливого виникнення шквалів. Коли вони зафіксовані на космічному знімку або за допомогою радіолокатора, їхнє просування можна екстраполювати тільки на одну-дві години, і тому важливо своєчасно довести прогноз погоди до населення. Прогноз несприятливих короткочасних метеорологічних явищ (шквалів, граду, смерчів) називається терміновим прогнозом.
Розробляються комп'ютерні методики прогнозування цих небезпечних явищ погоди. З іншого боку, існує проблема довгострокових прогнозів, тобто більш ніж на декілька днів наперед, для яких абсолютно необхідні спостереження за погодою в межах усієї земної кулі, але навіть і цього виявляється недостатньо. Оскільки турбулентна природа атмосфери обмежує можливості прогнозу погоди на великій території терміном до двох тижнів, то прогноз на більш тривалий час повинен засновуватися на чинниках, які передбачуваним чином впливають на атмосферу і при цьому будуть відомі більш ніж за два тижні. Одним з таких чинників є температура поверхні океану.
