ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาที่ตรวจวัดเพื่อการพยากรณ์อากาศ ได้แก่ ตัวแปรที่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับลักษณะอากาศที่เกิดขึ้นในแต่ละวัน ซึ่งสถานีอุตุนิยมวิทยาแต่ละแห่งจะต้องติดตั้งอุปกรณ์ทำการตรวจวัด ดังนี้ 1. ความกดอากาศ ตรวจวัดด้วยบารอมิเตอร์ (Barometer) 2. ลม ตรวจวัดด้วยเครื่องวัดทิศทางลม (Wind vane) และเครื่องวัดความเร็วลม (Anemometer) 3. อุณหภูมิอากาศ ตรวจวัดด้วยเทอร์มอมิเตอร์ชนิดสูงสุดต่ำสุด (Max-min thermometer) 4. ความชื้นสัมพัทธ์ ตรวจวัดด้วยไฮโกรมิเตอร์ชนิดกระเปาะเปียกกระเปาะแห้ง (Wet dry bulb hygrometer) 5. ชนิดและปริมาณเมฆที่ปกคลุมท้องฟ้า ตรวจวัดด้วยสายตา เรดาร์ และดาวเทียม 6. หยาดน้ำฟ้า ตรวจวัดด้วยอุปกรณ์วัดปริมาณน้ำฝน 7. ทัศนวิสัย ตรวจวัดด้วยสายตา
ภาพที่ 1 เครือข่ายตรวจอากาศ
เครื่องมือที่ใช้ในระบบการพยากรณ์อากาศสามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทใหญ่ๆ ได้ดังนี้ - เครื่องมือตรวจอากาศผิวพื้น
สถานีอุตุนิยมวิทยาแต่ละแห่งจะติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดอากาศผิวพื้นตามที่กล่าวมาแล้วข้างต้น โดยจะทำการตรวจวัดอากาศตามเวลาที่กำหนดไว้ในแต่ละวัน ซึ่งจะมีเวลาหลักของการตรวจวัด คือ 07.00 น. (00.00 UTC) และเวลา 19.00 น. (12.00 UTC) โดยในระหว่างเวลาหลักเหล่านี้ อาจมีการตรวจวัดเพิ่มเติมได้ตามที่กำหนดไว้เพื่อความเหมาะสม
- เครื่องมือตรวจอากาศชั้นบน
เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของลักษณะอากาศบนพื้นผิว มีความเกี่ยวพันกับการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศชั้นบนของโทรโพสเฟียร์ โดยใช้บอลลูนติดตั้งอุปกรณ์ตรวจอากาศซึ่งได้กล่าวมาแล้วในเบื้องต้น และข้อมูลซึ่งรายงานโดยนักบิน ได้แก่ ทัศนวิสัย อุณหภูมิ ทิศทางและความเร็วลม ปริมาณและชนิดเมฆ
- เครื่องมือตรวจอากาศพิเศษ
เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับตรวจวัดปรากฏการณ์หรือลักษณะอากาศที่เกิดขึ้นเพื่อช่วยเสริมในการวิเคราะห์พยากรณ์อากาศ ได้แก่ เรดาร์ตรวจอากาศ และดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
ทั้งนี้ ข้อมูลที่ได้จากเครื่องมือตรวจอากาศทั้งบนพื้นดิน พื้นน้ำ ในอากาศและอวกาศ จะถูกนำมาใช้ประโยชน์ร่วมกันในการพยากรณ์อากาศ ในระบบเครือข่าย ดังเช่นในภาพที่ 1
| 
