Die Grundlage für die Wettervorhersage ist die genaue Analyse des aktuellen Wetterzustandes anhand von Wetterkarten. In der Bodenwetterkarte wird das Druckfeld durch den Isobarenverlauf dargestellt; man erkennt Tief- und Hochdruckgebiete. Ähnlich kann das Temperaturfeld durch Abgrenzung der Luftmassen bzw. durch Einzeichnen der Fronten analysiert werden. Daraus ergibt sich ein Überblick über die Verteilung der Warm- und Kaltluftmassen. In den Höhenkarten, in die Meßergebnisse der Radiosonden eingetragen sind, erfolgt die Analyse durch die topografische Darstellung bestimmter Druckflächen; z.B. werden Höhenlinien der 500-hPa-Fläche eingezeichnet. So läßt sich die Wetterwirksamkeit von Höhentief und Höhentrog abschätzen.

Der nächste Schritt ist, aus der analysierten Wetterkarte die Änderungen derselben für einen bestimmten Vorhersagezeitraum zu pronostizieren, also eine ''Vorhersagekarte'' zu konstruieren. Steht die Verlagerung der Tief- u. Hochdruckgebiete sowie der Fronten fest, kann man als zweiten Schritt die eigentliche Wettervorhersage für einen bestimmten Ort oder für ein bestimmtes Gebiet abfassen.

Erfolgte früher die Vorhersage der Druckverteilung halbempirisch nach sog. ''Synoptischen Regeln'', werden seit etwa den fünfziger Jahren im zunehmenden Ausmaß die Änderungen der meteorologischen Feldgrößen (Druck, Temperatur, etc.) mit Hilfe mathematischer Gleichungen vorausberechnet (umgangssprachlich als ''Computervorhersage'' bezeichnet). Sie beruhen auf physikalischen Gesetzen, die die Prozesse und Abläufe in der Atmosphäre bestimmen. Die Lösung dieser äußerst komplizierten Gleichungen ist erst durch Einsatz elektronischer Großrechenanlagen innerhalb einer brauchbaren Zeitspanne möglich.