Herkömmliche Radargeräte erfassen Niederschlag anhand der Stärke der zurückgeworfenen Radiowellen. Doppler-Radargeräte können zusätzlich die Bewegung messen. Sie erfassen die Frequenzverschiebung des zurückgeworfenen Signals, die durch sich bewegende Regentropfen oder Schneeflocken verursacht wird, und zeigen so an, ob sich der Niederschlag nähert oder entfernt.

Diese Geschwindigkeitsinformationen zeigen Windmuster innerhalb von Stürmen. Meteorologen können Rotationen identifizieren, die Tornados erzeugen können, starke Ausflussgrenzen erkennen und Niederschlagsmengen genauer abschätzen. Verbesserungen durch Dualpolarisation optimieren die Unterscheidung zwischen Regen, Hagel und anderen Objekten zusätzlich.

Nationale Doppler-Radarnetze gewährleisten eine kontinuierliche Überwachung großer Gebiete. Die Daten werden innerhalb weniger Minuten auf öffentlichen Webseiten und im Fernsehen veröffentlicht. Dank dieser Technologie hat sich die durchschnittliche Vorwarnzeit für schwere Gewitter und Tornados deutlich verkürzt.

Forschungsradare arbeiten kontinuierlich daran, die Technik für noch feinere Messungen zu verfeinern.