Vēja virziena noteikšana dinamiskajā Zemes troposfērā nav tik vienkārša, kā varētu šķist. Neskatoties uz to, zinātnieki labi izprot trīs galvenos faktorus, kas apvienojas, lai radītu gan vēja ātrumu, gan virzienu. Atsevišķiem spēkiem ir lielāka loma atkarībā no ģeogrāfiskā mēroga un apgabala. Bet neatkarīgi no atrašanās vietas un mēroga šie trīs spēki ietekmē vēja virziena maiņu.
Pūšot no augsta līdz zemam spiedienam, gaiss vienmēr mēģina līdzsvarot spiediena līmeni. Augstspiediena sistēma blakus zema spiediena sistēmai izraisīs vēja virzienu pulksteņrādītāja virzienā un uz āru virzienā uz zema spiediena sistēmu. Zema spiediena sistēma izraisa gaisa virzību pretēji pulksteņrādītāja virzienam un uz iekšu. To sauc arī par ciklonisku plūsmu, un tā ir viena no sastāvdaļām, ar kuru var apvienoties izveidojiet tropu ciklonu, viesuļvētru vai taifūnu (visi atšķirīgie nosaukumi vienam un tam pašam laikam parādība).
Ja gaiss vienmēr cenšas izlīdzināt spiediena atšķirības, kāpēc vēja virziens neplūst tieši no augsta līdz zemam? Šī parādība ir Koriolisa efekts, ko Nacionālais laika apstākļu dienests definējis kā tādu, kas ļauj "aprēķināt acīmredzama ietekme uz kustīgajiem ķermeņiem, skatoties no rotējošās Zemes. "Lai gan tas tiešām nav spēks, kaut arī tā darbojas līdzināties vienam. Aprakstot tā ietekmi uz laika apstākļiem un vēja virzienu, parasti tiek izmantots karuseļa piemērs. Iedomājieties, kā jūs no augšas skatāties uz diviem bērniem, kas sēž uz priekšu vērptajā pretēji pulksteņrādītāja kustības virzienam un mētā bumbu uz priekšu. Skatoties uz leju, šķiet, ka bumba pārvietojas taisnā līnijā. Bērni teiktu, ka šķiet, it kā spēks novirza bumbu pa labi no vietas, kur tā tiek izmesta. Vēja virziena novirzīšanās cēlonis ir tas pats, un tas ir saistīts ar Zemes griešanos pretēji pulksteņrādītāja virzienam zem vēja. Lielāks Koriolisa efekts ir redzams tuvāk polu reģioniem, un dienvidu puslodē šī novirze ir pa kreisi. Ļoti mazie svari mazina Koriolisa efektu, taču tas ir milzīgs faktors vidēja platuma grādu vēja virzienā. Ātruma palielināšana palielinās novirzi.
Pēdējais vēja virziena cēlonis ir berze. Virsmas līmeņa vējus visvairāk ietekmē berze, jo tieši šeit vējš sastopas ar dažādām virsmām. Ja vējš pūš uz ēkas pusi, tam jāmaina virziens. Tas varētu pacelties virs ēkas vai apiet to jebkurā virzienā, taču ēkas klātbūtne izraisīs vēja virziena maiņu. Vēja palēnināšanās par raupjāku virsmu samazinās arī Koriolisa novirzi, un paātrinājums virs vienmērīgākas virsmas radīs pretējo.