現代天氣預報依賴數值天氣預報。電腦利用現有最佳觀測數據，求解描述大氣運動、溫度、濕度和氣壓的數學方程式。

大氣層被劃分成三維網格。在每個網格點上，模型計算變數在短時間步長內的變化。這個過程會向前重複進行，從而產生預測結果。更高的解析度和更複雜的物理過程可以提高預測精度，但也需要更強大的運算能力。

整合系統運行多個略有不同的模型版本來評估不確定性。全球模型覆蓋整個地球；區域模型則專注於較小的區域，並提供更精細的細節。持續的資料同化使模式與最新的觀測資料保持一致。

• 在計算機上使用數學模型
• 從目前觀察結果出發
• 提供未來數小時至數週的預測。
• 包括不確定性的集合方法。