Dự báo thời tiết trong vài giờ tới đòi hỏi các phương pháp khác với dự báo dài hạn. Dự báo tức thời tập trung vào khoảng thời gian ngắn đó, thường là từ 0 đến 6 giờ tới. Nó chủ yếu dựa vào các quan sát radar, vệ tinh và mặt đất mới nhất hơn là các mô hình số hoàn chỉnh.

Các kỹ thuật bao gồm ngoại suy chuyển động của các cơn bão hiện có, xác định sự tăng cường nhanh chóng và sử dụng các mô hình địa phương có độ phân giải cao. Mục tiêu là cung cấp cảnh báo kịp thời về giông bão dữ dội, lũ quét và các mối nguy hiểm phát triển nhanh khác.

Các sân bay, nhà tổ chức sự kiện ngoài trời và các nhà quản lý tình huống khẩn cấp đều phụ thuộc vào dự báo thời tiết tức thời chính xác. Kỹ năng dự báo thời tiết tức thời đã được cải thiện nhờ mạng lưới quan trắc dày đặc hơn và tốc độ xử lý dữ liệu nhanh hơn. Tuy nhiên, bản chất hỗn loạn của hiện tượng đối lưu quy mô nhỏ vẫn hạn chế độ chính xác tuyệt đối.

Dự báo tức thời lấp đầy khoảng trống quan trọng giữa các quan sát hiện tại và các dự báo truyền thống.