Podstawową cechą pogody, decydującą o warunkach życia organizmów, jest temperatura powietrza. Zależy ona od bilansu promieniowania dostarczonego do powierzchni Ziemi oraz oddanego (wypromieniowanego) przez nią. Temperaturę powietrza mierzymy za pomocą różnego rodzaju termometrów. Podstawowe pomiary dokonywane są w klatkach meteorologicznych; na ich podstawie obliczamy temperatury średnie dla różnych okresów (np. dobowe) oraz temperatury minimalne i maksymalne. Rozkład temperatury na kuli ziemskiej związany jest ściśle z dostawą promieniowania słonecznego; temperatury generalnie wzrastają od okolic biegunowych do równika.
Na rozkład temperatury prócz szerokości geograficznych mają znaczący wpływ inne czynniki: ukształtowanie powierzchni, wysokość bezwzględna, odległość od mórz i oceanów, nachylenie terenu, ekspozycja, czyli wystawa terenu i szereg innych.
Kolejnym ważnym elementem meteorologicznym jest wilgotność powietrza, czyli zawartość pary wodnej w powietrzu. Zależy ona od różnych czynników, m.in. temperatury powietrza, rodzaju napływających mas powietrza, prędkości i kierunku wiatrów i in. Większa wilgotność prowadzi do powstawania chmur, mgieł, opadów i osadów atmosferycznych.
Chmurą nazywamy dostrzegalny wzrokiem, zawieszony w atmosferze zbiór kropelek wody lub kryształków lodu, wytworzony na skutek kondensacji lub resublimacji pary wodnej. W 1 cm3 może znajdować się od 100 do 600 takich cząstek o średnicy od 0,001do 0,05 mm. Powstawanie chmur wiąże się głównie z adiabatycznym ochładzaniem powietrza, wywołanym jego wznoszeniem się. Chmury występują prawie wyłącznie w troposferze, na różnych jednak wysokościach.
Rodzaje chmur
| RODZINA | RODZAJ | WPŁYW NA POGODĘ |
| Chmury wysokie (5-13 km) |
pierzaste Cirrus (Ci) |
nie dają opadów, często zapowiadają zmianę pogody |
| kłębiasto-pierzaste Cirrocumulus (Cc) |
nie dają opadów, zapowiadają pogorszenie pogody | |
| warstwowo-pierzaste Cirrostratus (Cs) |
nie dają opadów, zapowiadają pogorszenie pogody | |
| Chmury średnie (2-7 km) |
średnie kłębiaste Altocumulus (Ac) |
nie dają opadów, zapowiadają ochłodzenie |
| średnie warstwowe Altostratus (As) |
możliwy przelotny opad deszczu, śniegu lub krupy lodowej | |
| Chmury niskie (0-4 km) |
warstwowo-deszczowe Nimbostratus (Ns)* |
opad ciągły (rozlewny) deszczu, śniegu lub krupy lodowej |
| warstwowo-kłębiaste Stratocumulus (Sc) |
niekiedy opad deszczu, mżawki lub śniegu ziarnistego | |
| warstwowe Stratus (St) |
opad mżawki, słupków lodowych lub śniegu ziarnistego | |
| Chmury o budowie pionowej | kłębiaste Cumulus (Cu) |
niekiedy przelotne opady, chmury zanikające stopniowo pod wieczór zapowiadają dobrą pogodę |
| kłębiasto-deszczowe (burzowe) Cumulonimbus (Cb) |
gwałtowne, ale krótkie opady deszczowe lub śnieżne, grad, często burza, niekiedy towarzyszą jej trąby powietrzne. |
* chmury warstwowo-deszczowe zaliczane są niekiedy do chmur średnich
Z dużą zawartością w powietrzu pary wodnej wiąże się występowanie mgieł. Mgły w odróżnieniu od chmur przylegają do powierzchni Ziemi. Wilgotność względna powietrza we mgle zbliżona jest do 100%.Mgły wyróżniamy w sytuacji, gdy widzialność pozioma jest mniejsza od 1 km. Gdy widzialność przekracza jeden kilometr (a jest mniejsza od 10 km), mamy do czynienia ze zamgleniem.
Zachodzący w obrębie chmury proces kondensacji pary wodnej często doprowadza do sytuacji, że ciężar kropelek wody jest zbyt duży, by mógł być utrzymywany w chmurze pomimo ruchów wstępujących powietrza. Cząsteczki opuszczają wtedy chmurę w postaci opadu atmosferycznego. Wyróżniamy opady w stanie ciekłym – deszcze, mżawki – oraz opady w stanie stałym – śniegu, krupy śnieżnej, krupy lodowej, gradu. Opady dzielimy też na ciągłe oraz przelotne.Wysokość opadów mierzymy z pomocą deszczomierzy.
Prócz opadów wyróżniamy osady atmosferyczne, zwane inaczej opadami poziomymi. Tworzą się one na powierzchni ziemi lub w jej pobliżu, wskutek kondensacji lub resublimacji pary wodnej. Należą do nich rosa, szron, szadź, zamróz i gołoledź. Osady są na ogół zjawiskiem krótkotrwałym, podlegają zwykle szybkiemu zanikowi.