1、气象要素观测可分为地基观测、空基观测和天基观测三大类。地基观测主要：地面气象站、自动气象站（无人）、雷达、海洋站、船泊空基探测主要有：探空气象、探空火箭、探空气球天基探测主要有：静止卫星、极轨卫星气象观测数据通过气象专用网络通道传输到中国气象局。下图为全球气象观测系统，基本涵盖了大多数气象观测手段。
2、气象要素的预报主要分为资料同化和数值预报两大过程。气象资料同化就是将收集的全球数据（国外共享数据，国内的部分数据也向国外共享）统一为数值模式可以识别和使用的数据。数值预报就是使用大气运动方程建立的数值模式，按时间顺序计算不同高度全球球各处气象要素的值。数值模式的核心是基于牛顿第二定律、质量守恒定律、能量守恒定律、气体试验定律和水汽守恒定律。数值模式涉及到大量微分方程，计算量巨大，一般使用超级计算机完成。
4、预报结果的发布。天气预报发布以广播电视和网络为主。目前中央、省和和地市级天气预报节目一般均实行录播加后期处理，县级气象台大多沿用软件合成的方法制作节目。
