Meteorologların hava ve iklim hakkında bilgi toplamak için kullandığı araçlardan bazıları termometreler, barometreler, askı psikrometreleri ve yağmur ölçerlerdir. Ayrıca anemometreler, higrometreler, hava haritaları, hava balonları ve hava uyduları kullanırlar.
Bir termometre meteorologların atmosferin sıcaklığını ölçmelerini sağlar. Termometreler tipik olarak alkol, cıva veya diğer sıvılarla doldurulmuş cam tüplerdir. Tüpü çevreleyen hava sıvıyı ısıtırken sıcaklığı sıvının tüpün genleşip yükselmesine neden olarak gösterirler.
Hava basıncını ölçmek için bir barometre kullanılır ve meteorologların hava basıncının yükselip yükselmediğini belirlemelerine yardımcı olur. Meteorologlar bağıl nemi, buharlaşmanın soğutma etkisini kullanan ve iki termometreden oluşan bir askı psikrometre ile ölçer. Belirli bir süre boyunca düşen yağmur miktarını bir yağmur ölçer kullanarak ölçtüler ve rüzgârın estiği yönü ayırt etmek için bir rüzgar gülü kullanıyorlar.
Bir anemometre rüzgar hızını ölçer, bir higrometre de atmosferin nemini ölçer. Hava haritaları, Dünya yüzeyinin daha geniş bir alanı için atmosfer koşullarını gösterir ve meteorologların hava durumu tahminleri yapmalarına yardımcı olur. Hava balonları, atmosferin üst katmanlarındaki hava koşullarının ölçülmesinde faydalıdır. Meteorologlar ayrıca, büyük hava hareketlerini izleyebilen hava uyduları tarafından gönderilen verileri de toplar ve inceler.