Radarul obișnuit detectează precipitațiile prin intensitatea undelor radio returnate. Radarul Doppler adaugă capacitatea de a măsura mișcarea. Acesta detectează schimbarea de frecvență a semnalului returnat cauzată de mișcarea picăturilor de ploaie sau a fulgilor de zăpadă, dezvăluind dacă precipitațiile se apropie sau se retrag.

Aceste informații despre viteză arată modelele vântului în interiorul furtunilor. Meteorologii pot identifica rotațiile care pot produce tornade, pot detecta limite puternice de scurgere și pot estima ratele precipitațiilor cu o precizie mai mare. Actualizările de polarizare duală îmbunătățesc și mai mult discriminarea dintre ploaie, grindină și țintele non-meteorologice.

Rețelele naționale de radare Doppler oferă o acoperire continuă pe zone extinse. Datele apar pe site-uri web publice și în emisiunile de televiziune în câteva minute. Tehnologia a redus drastic timpul mediu de avertizare pentru furtuni și tornade severe.

Radarele de cercetare continuă să perfecționeze tehnica pentru măsurători la scară și mai fină.