پیش‌بینی آب و هوا فرآیندی علمی برای تخمین شرایط جوی در آینده است. این فرآیند با استفاده از مدل‌های کامپیوتری پیچیده و داده‌های مختلف مانند مشاهدات سطحی و جوّی، داده‌های ماهواره‌ای و مدل‌های اقلیمی انجام می‌شود. پیش‌بینی آب و هوا می‌تواند برای بازه‌های زمانی مختلف از چند ساعت تا چند ماه یا حتی چند سال انجام شود. پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت برای برنامه‌ریزی روزمره و فعالیت‌های کوتاه‌مدت مانند سفر مفید هستند، در حالی که پیش‌بینی‌های بلندمدت برای برنامه‌ریزی‌های بلندمدت مانند کشاورزی و مدیریت منابع آب مفید هستند. در حال حاضر، تعدادی مدل پیش‌بینی آب و هوا در جهان وجود دارند که به دلیل شهرت و دقت بالا شناخته می‌شوند. برخی از مشهورترین و دقیق‌ترین مدل‌ها عبارتند از: