Grande parte do que sabemos sobre os efeitos do clima e como nos preparar para eles vem diretamente de informações coletadas por cientistas com instrumentos de campo muito especializados. Quando cientistas vão a campo, eles buscam informações específicas, como condições ideais para formação de tornados ou como a eletricidade descarrega nas nuvens. Este tipo de pesquisa exige o uso de alguns instrumentos de campo padrão.
Instrumentos básicos que muitos de nós aprendemos em aulas de ciências do ensino médio são usados para coletar dados meteorológicos hoje. Eles incluem termômetro para medir temperatura; barômetro que mede pressão do ar; pluviômetro que mede precipitação; anemômetro que mede velocidade do vento; catavento que mede direção do vento; higrômetro que mede umidade; e psicrômetro de balanço que mede bulbo úmido e bulbo seco, a partir dos quais se obtém temperatura, ponto de orvalho e umidade relativa.
Radares móveis fornecem informações sobre clima de curto alcance e podem ser posicionados conforme uma tempestade se aproxima. Smart-Radars são radares Doppler de comprimento de onda banda C acoplados à carroceria plana de um caminhão ou reboque e usados para medir e monitorar chuvas fortes e tempestades. Os radares NO-XP operam em comprimento de onda mais curto e são altamente sensíveis. O NO-XP pode detectar as menores gotículas de água e neve e é usado principalmente para observação meteorológica de curto alcance.
Laboratórios móveis são simplesmente veículos transformados em laboratórios de pesquisa e equipados com instrumentos levados a campo. Em coordenação de campo, um dos veículos atuará como centro de comando ou coordenador de campo onde dados de outros laboratórios móveis, instrumentos e radares são transmitidos da rede de rádio digital para o coordenador. O coordenador de campo então direciona membros da equipe para posições climáticas ideais. Lançamento móvel de balões também é importante para coletar dados em níveis superiores da atmosfera. Balões são carregados com equipamentos e lançados. O laboratório móvel recebe dados de posicionamento global (GPS) do balão meteorológico tanto de dia quanto de noite em todo tipo de tempo.
Veículos podem montar instrumentos meteorológicos no teto para fazer medições próximas a tempestades severas e furacões. Este equipamento é chamado de mesonet móvel. Dados coletados podem incluir temperatura, velocidade do vento, umidade e pressão e ser comunicados de volta ao centro de comando em tempo real. O Oklahoma Lightning Mapping Array (OK-LMA) pode detectar todos os tipos de raios, incluindo aqueles dentro das nuvens. O Totable Tornado Observatory (TOTO) era um barril de metal de 55 galões que continha uma série de instrumentos meteorológicos como aerômetro, sensores de pressão e umidade para coletar dados durante tornados. Após 1987, no entanto, o TOTO foi aposentado e uma "tartaruga" muito menor foi feita para tomar seu lugar e ainda fornecer os mesmos dados do muito maior TOTO.
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