Dự báo thời tiết là ngành ứng dụng khoa học và công nghệ nhằm tiên đoán trạng thái khí quyển trong tương lai gần, dựa trên việc thu thập dữ liệu hiện tại và các mô hình toán học phức tạp. Lịch sử dự báo đã có từ hàng nghìn năm, từ việc người Babylon (650 TCN) quan sát mây và chiêm tinh, đến Aristotle (340 TCN) viết Meteorologica, cùng các nền văn minh Trung Hoa và Ấn Độ cổ đại phát triển những phương pháp và tục ngữ riêng. Kỷ nguyên hiện đại chỉ thực sự bắt đầu vào năm 1835 nhờ phát minh ra điện báo, cho phép truyền tin tức thời, và được khai sinh bởi hai nhà khoa học Francis Beaufort và Robert Fitzroy. Ngày nay, do tính hỗn loạn của khí quyển, các siêu máy tính phải giải các phương trình mô tả khí quyển, nhưng sai số đo đạc và hiểu biết chưa hoàn thiện khiến dự báo càng xa càng kém chính xác, vì vậy cần kết hợp nhiều mô hình để giảm thiểu sai số. Dự báo thời tiết đóng vai trò sống còn trong việc bảo vệ tính mạng và tài sản, đồng thời hỗ trợ đắc lực cho nông nghiệp (nhiệt độ, lượng mưa) và giao thông vận tải.