根据已经获得的天气信息，对不同区域、不同时段的未来天气进行的科学推断。天气信息包括气象要素、天气现象、天气系统、天气形势、各种物理量、雷达天气回波、卫星云图以及天、物象等的形态、数量、分布和演变。

天气预报需要运用大气热力学、大气动力学、天气学、统计学的理论和方法以及民间经验谚语等。按使用的方法有天气图预报、统计预报、数值天气预报、气象站天气预报等类。天气预报的范围，可以是全球的、全国的、一省、一县、一市或更小范围（如飞机场、码头等），也可以是一地带（如航空线）。预报的项目随用户的需要而不同。通常是阴、晴、降水、温度和风。农业上特别关心雨量、温度、霜冻、冰雹、久晴、连阴雨等；交通上关心能见度和大风；航空上关心能见度、低云、雷暴；航海上关心大风和海浪；通讯上关心雷击和电线结冰等。按预报的期限可分为：即时（或临近）天气预报，时效为几分钟到2小时；短时（或超短期）天气预报，时效为几小时；短期天气预报，时效为1～3天；中期天气预报，时效为3～10（或15）天；10（或15）天以上为长期天气预报。长期天气预报的内容着重于气候偏差，如雨量比正常偏多、偏少等。短期天气预报内容着重于具体天气发生的时间、地点和强度。即时天气预报着重于监视已出现的灾害性天气，发出即将来临的警报。中国各级气象台站按时通过广播电台、电视台和报纸发布24小时天气预报，发布台风、冷空气和大风等灾害性天气预报和警报，向各部门供应所需的特殊天气预报。

日常制作短期天气预报时，可分填图、分析、形势预报和要素预报四步。先将各地同时观测到的各层气压、气温、湿度和风、以及天气现象等填写在地面天气图和各等压面天气图上；接着分层分析各层天气图上气象要素和天气现象的水平分布，确定各层天气图上的天气系统；将上下层天气图联系起来，考察天气系统的三维结构，结合各要素场的配合特征，联系天气系统过去位置和强度的演变以及各天气系统之间的相互影响，分析天气系统的发展情况，据以预报天气系统未来的位置、强度和生消变化；再根据天气系统的典型天气分布和天气形成的物理原因，制作未来的天气预报。

天气和人类的生产生活关系密切。对于预报天气的愿望和要求，由来已久。人类有文字记载之时，就有天气现象的记载，同时就有天气预报。中国出土的殷墟龟甲中就记载着天气状况和天气预报，这时预报的方法是“卜”和“占”。人们经过长期观察天气现象与天、物象之间的联系，观察前后天气现象之间的联系，创造了歌谣和谚语来反映他们之间的规律，并用以预报天气。《诗经》里就记载着“朝于西，崇朝其雨”之类预报天气的诗句。19世纪中叶，欧美开始建立用仪器观测天气的台站网，开始创立现代天气预报的理论和方法。1860年英国人A.F.菲茨—A.罗伊第一次应用天气图的方法发布天气预报，并刊于报纸上。中国于1916年中央观象台开始发布天气预报，白天挂旗，晚上报告报馆。中华人民共和国成立以来，天气预报迅速发展，预报所需的气象台站网迅速建成。预报所用的气象资料，由地面气象观测及高空温度、气压、湿度和风的探测，扩展到雷达探测、卫星探测资料。预报方法由天气图方法扩展到数值天气预报和统计天气预报。预报的期限正向长期天气预报、即时灾害性天气预报和警报两个方向发展，其内容趋于更为细致具体。服务范围由城市扩展到农村和专业生产部门。