現(xiàn)代天氣預報有五個組成部分：
　　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收集的氣壓、氣溫、風速、風向、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,并制定標準.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家還可以收集上空的氣溫、濕度、風值.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速和風向.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速和風向.
　　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)與用來做預報的數(shù)字模型結合在一起來產(chǎn)生氣象分析.其結果是目前大氣狀態(tài)的最好估計,它是一個三維的溫度、濕度、氣壓和風速、風向的表示.
　　數(shù)據(jù)天氣預報
　　數(shù)字天氣預報是使用電腦來模擬大氣.它使用數(shù)據(jù)同化的結果作為其出發(fā)點,按照現(xiàn)在物理學和流體力學的結果來計算大氣隨時間的變化.由于流體力學的方程組非常復雜,因此只有使用超級計算機才能夠進行數(shù)字天氣預報.這個模型計算的輸出是天氣預報的基礎.
　　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報.這些處理包括使用統(tǒng)計學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果進行調(diào)整.
　　過去氣象學家必須自己做處理工作,現(xiàn)在24小時以上的天氣預報主要是使用多種不同模型后對其結果進行綜合.氣象學家還必須分析預報出來的模型數(shù)據(jù)來使最終用戶能夠理解它.此外天氣預報的模型一般分辨率不是特別高.當?shù)氐臍庀髮W家還必須通過當?shù)氐慕?jīng)驗在涉及地區(qū)性的影響,使得當?shù)氐奶鞖忸A報更加精確.不過隨著天氣預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.