現(xiàn)代天氣預(yù)報有五個組成部分：

　　收集數(shù)據(jù)

　　最傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)是在地面或海面上通過專業(yè)人員、愛好者、自動氣象站或者浮標(biāo)收集的氣壓、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度等數(shù)據(jù)。世界氣象組織協(xié)調(diào)這些數(shù)據(jù)采集的時間，并制定標(biāo)準(zhǔn)。這些測量分每小時一次(METAR)或者每六小時一次(SYNOP)。

　　使用氣象氣球氣象學(xué)家還可以收集上空的氣溫、濕度、風(fēng)值。氣象氣球可以一直上升到對流層頂。

　　氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)越來越重要。氣象衛(wèi)星可以采集全世界的數(shù)據(jù)。它們的可見光照片可以幫助氣象學(xué)家來檢視云的發(fā)展。它們的紅外線數(shù)據(jù)可以用來收集地面和云頂?shù)臏囟?。通過監(jiān)視云的發(fā)展可以收集云的邊緣的風(fēng)速和風(fēng)向。不過由于氣象衛(wèi)星的精確度和分辨率還不夠好，因此地面數(shù)據(jù)依然非常重要。

　　氣象雷達可以提供降水地區(qū)和強度的信息。多普勒雷達還可以確定風(fēng)速和風(fēng)向。

　　數(shù)據(jù)同化

　　在數(shù)據(jù)同化的過程中被采集的數(shù)據(jù)與用來做預(yù)報的數(shù)字模型結(jié)合在一起來產(chǎn)生氣象分析。其結(jié)果是目前大氣狀態(tài)的最好估計，它是一個三維的溫度、濕度、氣壓和風(fēng)速、風(fēng)向的表示。

　　數(shù)據(jù)天氣預(yù)報

　　數(shù)字天氣預(yù)報是使用電腦來模擬大氣。它使用數(shù)據(jù)同化的結(jié)果作為其出發(fā)點，按照今天物理學(xué)和流體力學(xué)的結(jié)果來計算大氣隨時間的變化。由于流體力學(xué)的方程組非常復(fù)雜，因此只有使用超級計算機才能夠進行數(shù)字天氣預(yù)報。這個模型計算的輸出是天氣預(yù)報的基礎(chǔ)。

　　輸出處理

　　模型計算的原始輸出一般要經(jīng)過加工處理后才能成為天氣預(yù)報。這些處理包括使用統(tǒng)計學(xué)的原理來消除已知的模型中的偏差，或者參考其它模型計算結(jié)果進行調(diào)整。

　　過去氣象學(xué)家必須自己做處理工作，今天24小時以上的天氣預(yù)報主要是使用多種不同模型后對其結(jié)果進行綜合。氣象學(xué)家還必須分析預(yù)報出來的模型數(shù)據(jù)來使最終用戶能夠理解它。此外天氣預(yù)報的模型一般分辨率不是特別高。當(dāng)?shù)氐臍庀髮W(xué)家還必須通過當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗在涉及地區(qū)性的影響，使得當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報更加精確。不過隨著天氣預(yù)報模型的不斷精密化這個工作量越來越小了。

　　展示

　　對于最終用戶來說天氣預(yù)報的展示是整個過程中最重要的。只有知道最終用戶需要什么信息、如何才能將這些信息易懂地傳達給最終用戶才能完成這個任務(wù)。