Meteorologen gebruiken een grote verscheidenheid aan verschillende instrumenten om weersomstandigheden te meten, maar veel van deze instrumenten vallen in relatief algemene, overkoepelende categorieën. Thermometers zijn er bijvoorbeeld in traditionele vloeistof-in-glas-vormen en nieuwere elektronische vormen, maar beide meten de temperatuur in Celsius en Fahrenheit. Andere instrumenten meten aspecten van het weer zoals regenval, druk, vochtigheid en windsnelheid. Met deze instrumenten en metingen kunnen meteorologen voorspellingen doen over de weersomstandigheden in de nabije toekomst.
Dagelijkse temperaturen
•••Grant Fisher/Demand Media
Thermometers meten de hoge en lage buitentemperaturen in graden Fahrenheit en graden Celsius. Meteorologen gebruikten voor het eerst vloeistof-in-glas-thermometers aan het einde van de 19e eeuw, maar ze gebruiken nu vaker elektronische maximum-minimumtemperatuursensorsystemen. De nieuwere systemen gebruiken een elektronische temperatuursensor om hoge en lage temperaturen te meten en te registreren.
Luchtdruk
•••Grant Fisher/Demand Media
Barometers meten de atmosferische druk en leveren de meting in millibar. Onder de meeste omstandigheden duidt hoge en stijgende druk op zonnig weer, terwijl lage en dalende druk op naderende regen wijst. De traditionele aneroïde barometer verscheen voor het eerst in de jaren 1840. De microbarograaf meet ook de luchtdruk, maar registreert de continue metingen op papier.
Vochtigheidssensoren
•••Grant Fisher/Demand Media
Hygrometers meten temperatuur en vochtigheid met behulp van graden Celsius en graden Fahrenheit. Eén type hygrometer, een sling-psychrometer genaamd, gebruikt een droge en een natte bolthermometer om de relatieve vochtigheid van de lucht te meten. Sommige oudere hygrometers gebruikten een bundel haar, die in lengte toeneemt naarmate de relatieve vochtigheid toeneemt.
Windsnelheid
•••Grant Fisher/Demand Media
Anemometers meten de richting en snelheid van de wind in mijlen per uur. Een veelvoorkomend type anemometer heeft drie bekers die zijn bevestigd aan een mobiele as. Naarmate de wind harder waait, draaien de kopjes sneller rond. De werkelijke snelheid van de wind wordt weergegeven op een wijzerplaat. Een ander type anemometer gebruikt een propeller in plaats van cups om dezelfde functie te vervullen.
Windvaan
•••Grant Fisher/Demand Media
Een windvaan, ook wel windsok genoemd, meet de richting van de wind op een bepaald moment in de tijd. Een verzwaarde pijl draait rond een vaste as en wijst naar het noorden, zuiden, oosten of westen, meestal gemarkeerd op afzonderlijke vaste assen evenwijdig aan de pijl.
Regenmeter
•••Grant Fisher/Demand Media
Een regenmeter meet de hoeveelheid neerslag. De standaard regenmeter bestaat uit een lange, smalle cilinder die regen tot 8 inch kan meten. Veel regenmeters meten de neerslag in millimeters, of tot op de 100ste van een inch. Andere meters verzamelen de regen en wegen deze, en zetten deze meting later om in inches.
Hagel Pad
•••Grant Fisher/Demand Media
Hagelkussens meten de grootte van de hagel die valt tijdens een storm. Een standaard hagelpad bestaat uit bloemistenschuim en aluminiumfolie. De vallende hagel raakt de folie en creëert kuiltjes die de waarnemer na de storm kan meten.
Campbell Stokes-recorder
•••Grant Fisher/Demand Media
De Campbell Stokes Recorder meet zonneschijn. Zonlicht schijnt in de ene kant van een glazen bol en verlaat de andere kant in een geconcentreerde straal. Deze lichtstraal brandt een merkteken op een dik stuk karton. De uitgestrektheid van het brandmerk geeft aan hoeveel uur de zon op die dag scheen.