Wiemy już, że podstawowym źródłem informacji o zjawiskach atmosferycznych są wyniki obserwacji wykonywane na stacjach meteorologicznych. Obserwacje prowadzone są przy wykorzystaniu tych samych metod i zbliżonych przyrządów na całym świecie. Ponadto pozyskiwane są także dane o warunkach panujących w wyższych warstw atmosfery (stacje aerologiczne, czujniki w samolotach specjalistycznych i rejsowych) i na oceanach (dryfujące boje wyposażone w czujniki oraz statki morskie). Zebrane dane po odpowiednim przetworzeniu są następnie wykorzystywane zarówno w analizach krótkookresowych zmian pogody, jak i badaniu zmian klimatycznych w dłuższym okresie.