科学家通常利用地面气象观测仪器（如：温度计、湿度计、日照仪、量雨计、风向标、风速计等）、气象卫星拍摄的云图以及多年来科学经验来观测天气、发现规律。
气象指发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、打雷等一切大气的自然现象。