天气变化与人们生活息息相关。现代的人们已越来越关注天气，收听或观看天气预报已成为人们生活的一部分。不过常言道“天有不测风云”，刮风下雨很难预料，为什么天气还能预报？
其实，大气变化是有规律的。天气预报就是利用气象观测资料，应用气象学的原理和方法，根据当前及近期的天气形势，对未来一定时期内的天气状况做出预测。
天气预报自古就有。古人通过对天气的长期观察和经验积累，总结出许多天气谚语。例如，“朝霞不出门，晚霞行千里”就是一种天气预报。只是，谚语都是建立在经验基础之上的，而且有许多谚语后来被证明是有局限性的，甚至有些是不正确的。由于大气现象及其物理过程的变化较快，影响因子复杂，除了大气本身各种尺度运动之间的相互作用外，太阳、海洋和地表状况等都影响着大气的运动，所以即使现在，天气要预报得准，还是相当有难度的。
天气预报由气象台制作，并通过各种途径向社会公布。目前，传播天气预报的途径主要有电视、报纸、互联网、手机短信、气象电话等。
预报天气的重要工具是天气图。气象工作者可通过分析天气图上天气系统的运动规律，来对未来天气状况做出预测。天气图是一种特制地图，上面填有各地同一时间的气象要素。天气图主要分地面天气图、高空天气图和辅助图（比如剖面图）三种。地面天气图每天绘制4次，分别用北京时间2时、8时、14时、20时（即世界时18时、0时、6时、12时）的观测资料；高空天气图一天绘制2次，用北京时间8时、20时（即世界时0时和12时）的观测资料。
随着计算机技术的进步，现在气象台的核心工具是利用计算机做的数值天气预报。科学家根据大气演变的过程和性状，结合地气系统中的各种物理过程，设计出数学模型，并据此编制程序。利用这些数学模型，输入气象资料便可以用计算机来模拟大气过程，并预测未来一定时段的大气运动状态。未来的天气形势通常由计算机绘制在预报图上，供气象工作者预报天气。除此之外，气象工作者还要研究卫星云图，并结合当地地形和季节特点以及经验等来修正预测结果。
就时效的长短，天气预报通常分三种：短期天气预报（1～3天）、中期天气预报（4～9天）、长期天气预报（10～15天或以上）。中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。