По-перше, це вимірювання температури повітря. Різні ділянки поверхні Землі по-різному нагріваються. Тому розрізняються температури повітряних мас, сформованих над ними. Щоб передбачити, як зміниться поведінка повітряних мас, потрібно отримати якомога більше відомостей про температуру повітря в різних куточках Землі.
По-друге, необхідно вимірювати атмосферний тиск. Зміна атмосферного тиску в певному місці - сигнал до того, що відбувається зіткнення повітряних мас з різними властивостями. Слід очікувати зміни погоди: може похолодати, почнуться опади або, навпаки, настане спека.
По-третє, дуже важливим показником для прогнозу погоди є вологість повітря - кількість водяної пари, що міститься в ньому.
У теплому повітрі водяної пари більше, ніж у холодному. При зіткненні теплих і холодних повітряних мас частина пари, що міститься в теп в теплому повітрі, перетворюється в рідину або кристалики льоду, і випадають опади. Тому для складання прогнозу погоди важливо знати, яку вологість мають повітряні маси, що рухаються над територією.
По-четверте, на метеостанціях визначають напрям і швидкість вітру.
По-п'яте, метеорологи вимірюють кількість опадів, що випадають на певній території. Це дуже важливий показник погоди. Від нього залежить і робота будівельників, і рух транспорту, і те, яким буде врожай.
Відзначають також, яка хмарність була під час спостереження.
Вимірюючи показники погоди, використовують різні прилади. Це термометри, барометри, прилади для вимірювання вологості повітря, швидкості вітру.