我們日常接觸的天氣預報是如何產生的呢？為甚麼有時會不準確？
天氣是大氣變化的結果，而大氣變化受物理學定律約束。要預測天氣，即要從大氣變化方程式中求解。然而大氣變化方程式既繁且多，無法直接求解，需要運用超級電腦以數值方法模擬及運算，得出的結果就是數值天氣預報（numerical weather prediction，簡稱NWP）。
科學家發現，大氣是一個混沌系統（chaotic system），以數值方法模擬運算時，只要輸入數值有少許差異（例如量度儀器出現誤差或無數據），得出的結果完全不同。這現象又稱為蝴蝶效應（butterfly effect），比喻在某地拍翼的蝴蝶，可能引致數千公里外出現龍捲風。因此數值天氣預報的準確度隨時間增加而減少，數天後的預報只能用作參考。
數值天氣預報涉及複雜運算，因此越精細、覆蓋範圍越大的模式，所需的運算時間越長。其中全球模式（global model）主要預報較大的天氣系統（例如寒潮、熱帶氣旋）；有限區域模式（limited area model）主要預報較小的天氣系統（例如海陸風、雷暴）。
天文台參考的數值天氣模式主要來自歐洲中期預報中心（ECMWF）、日本氣象廳（JMA）、英國氣象局（UKMO）及美國國家環境預報中心（NCEP）。由於不同預報模式對大氣的模擬方法有差異，預報結果並不一致，需要預報員的主觀演譯、採納或剔除，要求預報員有相當經驗。
隨著近年電腦運算能力提高，集成預報（ensemble forecast）開始出現。集成預報嘗試以不同輸入數值進行運算，得出結果後再進行平均。另一種方法是以不同預報模式的結果進行平均，研究顯示兩者均能改善預報的準確度。近年天文台開始採用集成預報預測熱帶氣旋路徑，效果相當不俗。