任何一個地方，氣象要素的變化都和一定的天氣形勢演化密切相關。天氣雖然是瞬息萬變的，但是隻要掌握了它的形成和演化規律，就可以根據當時的天氣形勢和變化趨勢，來預測未來的天氣。天氣預報就是利用氣象資料，應用氣象學的原理和方法，根據天氣形勢，對未來一定時期內的天氣做出預測。
科學家根據大氣演變的過程和性狀，結合地氣系統中的各種物理過程，設計出數學模型，並據此編制程序。利用這些數學模型，輸入氣象資料便可以用計算機來模擬大氣過程，並預測未來一定時段的大氣運動狀態。未來的天氣形勢通常由計算機繪製在預報圖上，供氣象工作者預報天氣。除此之外，氣象工作者還要研究衛星雲圖，並結合當地地形和季節特點以及經驗等來修正預測結果。
天氣預報古來有之。古代勞動人民透過對天氣的長期觀察和經驗積累，總結出許多有關天氣的諺語。典型的“朝霞不出門，晚霞行千里”就是一種天氣預報。不過，諺語都是建立在經驗基礎之上的，所以還是有侷限性的，甚至有些是錯誤的。
現在的天氣預報由氣象臺製作並向社會公佈。目前，發佈天氣預報的途徑主要有電視、互聯網、報紙、手機短信、微信等。
預報天氣的重要工具是天氣圖。天氣圖上有天氣系統的運動規律，氣象工作者據此對未來天氣狀況做出預測。除此之外，氣象工作者還要研究衛星雲圖，並結合當地特點以及經驗等來修正預測結果。
就時效的長短，天氣預報通常分三種：短期天氣預報3天內;中期天氣預報9天內;長期天氣預報15天或以上。中央電視臺每天播放的主要是短期天氣預報。
