在实验室里，计算机可以模拟立体的大气状态，这些状态受各种条件的影响按规定变化着。

目前世界上先进的数值预报模式中都包含了云、水汽、二氧化碳和臭气对辐射的吸收，还考虑了辐射的散射，凝结降水的热量释放以及海气之间的热量、动量和水汽的交换，也考虑了地形及摩擦作用。

数值的解法日益精确，对大气的描述越加细致，垂直方法可分解到20~30层，水平分解率可细到20公里。预报的精度和时效也不断提高，一般对三天以内的重要天气过程及其相应的强烈天气如大风、降温、暴雨等均可做出较准确预测。

数值天气预报包括：气象资料的传输、收集、处理、资料的分析和模式预报计算，以及预报结果的显示、分发服务等若干个环节。

目前使用的气象资料包括地区高空观测站网的顶事观测、海上浮标站、船舶及飞机装载仪器的非定点观测，以及雷达、卫星的高时空分辨率。它们共同构成了全球大气的立体观测网。通过气象卫星进行集中行业传输，日夜监视着世界的天气变化。世界上任何一个气象中心一般都可在正点观测后的一个小时内收集到全球的气象信息。每次收集的信息量大约有一百万个数值。

收集到的资料要进行解码，并处理分布为数值模式所需要的规律网格上的资料，亦就是大气初始状态。然后进行数值模式的求解计算。

数值天气预报的计算量非常巨大，做一个七天的预报，要做包括气压、风力、风向、温度、湿度、高度、降雨量七个要素的模式，必须求解至少三亿个以上的方程组。如此大的信息甚至几十倍的速度完成，预报才有意义。这就必须借助高速运算的巨型计算机来完成。

现代科学技术的发展，带动了计算机的发展，也使天气预报更加迅速、准确、定量、客观。各国都把最好的计算机用在气象预测中。目前世界上用于气象业务的计算机，计算能力最强的可达每秒7500多亿次。

我国国家气象中心使用的全球数值模式，做一个24小时预报要进行二万亿次浮点运算。目前，我国完成了一次10 天的全球中期天气预报的计算，已是一件轻而易举的事情了。例如，我们某一个气象观测站，在当天20点进行观测，观测完之后，马上把气象观测资料传至国家气象中心。大约第二天凌晨二点钟，这个观测站的预报员，就可以通过远程网接收到国家气象中心提供的1~10天的中期数值天气预报。

尽管数值天气预报在不断发展，但当前的水平还未达到理论上的界限。这是因为全球观测系统在时空上还不够密集，尤其在广阔的海洋及高寒地区的资料更为稀少，对变化复杂的大气中。许多物理过程和机理尚缺乏深入一步的提高。随着大气科学的不断深入和科学技术的发展，数值天气预报必将有新的发展和飞跃。