Die Messung der Niederschlagsmengen erfolgt hauptsächlich mit Regenmessern, die auf drei verschiedene Arten arbeiten. Die drei Haupttypen von Regenmessern sind die Normalspur, die Kippschaufelanzeige und die Wiegeanzeige. Weitere Unterscheidungsmerkmale wie z. B. wie sie eingerichtet sind und wie sie Daten liefern, können vorgenommen werden, obwohl die grundlegende Funktionsweise von Regenmessern normalerweise nicht von diesen primären Regenmessertypen abweicht.
Die Niederschlagserfassung mit dem Standard- oder Trichter-Regenmesser erfolgt in der Regel manuell. Diese Messgeräte arbeiten, indem sie den fallenden Regen in einem trichterförmigen Sammler auffangen, der an einem Messrohr befestigt ist. Nach Angaben des Spokane National Weather Service-Büros sind diese Röhren normalerweise 8 Zoll groß und werden seit mehr als einem Jahrhundert verwendet. Der Durchmesser des Kollektors beträgt das 10-fache des Rohres; der Regenmesser funktioniert also, indem er die Flüssigkeit um den Faktor 10 vergrößert. Die Vergrößerung des Regens auf diese Weise ermöglicht genaue Messungen bis auf ein Hundertstel Zoll. Mengen, die die Röhrchenkapazität überschreiten, werden in der Außenhülle des Messgeräts aufgefangen, sodass der Schreiber die Flüssigkeit in der Röhre ausgießen und bei Bedarf wieder auffüllen kann.
Die Funktionsweise eines Kippschaufel-Regenmessers unterscheidet sich erheblich von der Standardanzeige. Der Aufnahmetrichter führt zu einem von zwei kleinen Eimer. Das Befüllen eines Eimers erfolgt bei einem Hundertstel Zoll. Das Ergebnis ist ein "Kippen" der Flüssigkeit in die Außenhülle des Messgeräts, wodurch der zweite Eimer ausgelöst wird. Der Vorgang wiederholt sich dann. Dieses Messgerät ermöglicht eine präzise Messung der Niederschlagsintensität und -menge und ist zum Standard für drahtlose Wetterstationen geworden. Nach "Essentials of Meteorology" von C. Donald Ahrens: „Jedes Mal, wenn ein Eimer kippt, wird ein elektrischer Kontakt hergestellt, wodurch ein Stift eine Markierung registriert. ..." Drahtlose digitale Kippschaufel-Messgeräte sind heute weit verbreitet, verwenden aber immer noch die gleiche Basistechnologie.
Nach Angaben des National Weather Service-Büros von Albany, New York, ist der universelle Regenmesser für die Klimatologie optimal. Dies liegt an einem Vakuum, das die Auswirkungen des Windes berücksichtigt, wodurch mehr Regen in das Messgerät eindringen kann. Diese Messgeräte messen die Niederschlagsintensität sehr genau, da der Wiegemechanismus am Boden des Kollektors verwendet werden kann, um gleichzeitig Tiefe und Zeit zu messen. Die Erfassung erfolgt ähnlich wie bei den älteren Versionen der Kippschaufellehren.