Før 1600-tallet var kendskabet til jordens atmosfære og vejr ikke nøjagtig. Folk stod mest på erfaring med lokale vejrbegivenheder til prognoser. Tante Sally kunne lugte en snestorm, der kom, og onkel Jims knæ fortalte om forestående regn. Derefter blev der opfundet enkle enheder, såsom termometre, barometre og vejrskovle, der gav data, der kunne registreres. Da teknologien avancerede fra 1800-tallet og frem, tillod mere sofistikeret udstyr detektering af regionale og globale vejrmønstre og moderne radar-, satellitter og computermodelleringsprogrammer tillader langvarigt vejr forudsigelser.
Temperaturudstyr
Glastermometre fyldt med enten alkohol eller kviksølv er standardudstyr til måling af temperaturer i luft, jord og vand. Maksimum- og minimumstemperaturtermometre registrerer de laveste og højeste temperaturer i en bestemt tidsperiode. Modstandstemperaturdetektoren bestemmer lufttemperaturer baseret på ændringer i elektrisk modstand af specifikke metaller på grund af temperatur og giver en digital aflæsning. Foretrukket til automatiske vejrstationer kan RTD'er levere en temperaturmåling hvert sekund.
Atmosfærisk tryk og vind
Barometre måler atmosfærisk tryk. Flydende barometre måler normalt kviksølv indeholdt i et evakueret rør, og kviksølvniveauet ændres, når atmosfærisk tryk stiger eller falder. Aneroidbarometre indeholder et fast volumen luft forseglet i en enhed udstyret med en fleksibel membran. Da membranen udvides og trækker sig sammen med ændringer forårsaget af atmosfæriske trykforhold, peger en fastgjort nål på den korrekte aflæsning. Vindmåler måler vindens retning og hastighed. De indeholder normalt en vejrhane og en ventilator til at måle hastighed.
Fugtindikatorer
Der er flere værktøjer, der måler fugtighed eller procentdelen af vand i luften. Det tidligste var hygrometeret, som afhænger af, at et menneskehår udvider sig og trækker sig sammen som reaktion på fugtighedsændringer. Psykrometeret registrerer forskellen i temperatur mellem en tør og en våd termometerpære for at måle fugtighed. Andre instrumenter inkluderer det elektriske hygrometer, dugpunktshygrometeret, det infrarøde hygrometer og dugcellen. Regnemålere måler nedbør, og snemålere måler snefald.
Vejrballoner
Vejrballoner måler fugtighed, lufttryk, temperatur, vindhastighed og retning med enheder kaldet radiosondes. De blev lanceret fra 1.100 steder rundt om i verden to gange om dagen og stiger til over 20 miles over Jorden og optager, mens de rejser og sender informationen tilbage til meteorologer ved hjælp af radiobølger. Når ballonen brister, faldskærms radiosonde tilbage til jorden til genbrug. Vejrballoner giver et lodret øjebliksbillede af atmosfæriske forhold i et givet område.
High-Tech værktøjer
Med opfindelsen af radar i Anden Verdenskrig forbedrede meteorologiske undersøgelser sig meget. Konventionel radar, dopplerradar og dobbeltpolarisationsradar registrerer stormsystemer, deres retning, hastighed, intensitet og type nedbør. Meteorologiske satellitter, der kredser om Jorden, begyndte at transmittere i 1962 og førte til mere komplicerede satellitter. Geostationære operationelle miljøsatellitter sender fotografiske billeder af den vestlige halvkugle hvert 15. minut. Polære operationelle miljøsatellitter tager cirka 1,5 timer at kredse om jorden og giver information om vejr, oceaner og vulkanudbrud. Computeranalyse af vejrdata og computermodellering af vejrsystemer gør langsigtet vejrudsigter på verdensplan mere og mere nøjagtige.
