Η Εθνική Υπηρεσία Μετεωρολογίας υπάρχει από την αρχαία ιστορία των Ηνωμένων Πολιτειών. Ωστόσο, η επίσημη ημερομηνία έναρξης της Εθνικής Υπηρεσίας Μετεωρολογίας ήταν η 9 Φεβρουαρίου 1870, όταν ο Πρόεδρος Υλύσες Σ. Γκράντ υπέγραψε μια κοινή απόφαση του Κογκρέσου που εξουσιοδότησε τον Γραμματέα Πολέμου να ξεκινήσει μια εθνική υπηρεσία μετεωρολογίας. Η NWS άρχισε να χρησιμοποιεί πρωτότυπες τεχνολογίες όπως υδραργυρικά βαρόμετρα στα πρώτα χρόνια και προχώρησε σταδιακά σε συστήματα ραδάρα Doppler και αέριους σonden που πετάνε χιλιάδες πόδια στον ουρανό.
Το ράдар επόμενης γενιάς (NEXRAD) χρησιμοποιείται για λήψη μετεωρολογικών πληροφοριών όπως υετός και άνεμος, σύμφωνα με το Εθνικό Ωκεανογραφικό και Ατμοσφαιρικό Ίδρυμα. Οι δορυφόροι ράдар NEXRAD εκπέμπουν ενέργεια, και αν η ενέργεια χτυπήσει ένα αντικείμενο όπως μια σταγόνα βροχής, η ενέργεια διασκορπίζεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Μικρά ποσά της διασκορπισμένης ενέργειας βρίσκουν τον δρόμο πίσω στον δορυφόρο, το οποίο χρησιμοποιείται για παραγωγή μετεωρολογικών χαρτών. Ο δορυφόρος εκπέμπει ενέργεια μόνο για επτά δευτερόλεπτα ανά ώρα και περνάει το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου του αναμένοντας την επιστροφή ενέργειας. Το NEXRAD είναι ένας τύπος ράдар Doppler, το οποίο ονομάστηκε από τον Χριστιάν Ντόπλερ, Αυστριακό φυσικό.
Οι ραδιοσόνδες έχουν χρησιμοποιηθεί από την Εθνική Υπηρεσία Μετεωρολογίας για παρατηρήσεις ατμοσφαιρικού αέρα ψηλά για περισσότερες από 60 χρόνια, σύμφωνα με το Εθνικό Ωκεανογραφικό και Ατμοσφαιρικό Ίδρυμα. Οι ραδιοσόνδες είναι μικρά πακέτα οργάνων που προσαρμόζονται σε ένα μπαλόνι πλάτους 6 ποδιών γεμισμένο με ήλιο ή υδρογόνο. Καθώς η ραδιοσόνδα ανεβαίνει στην ατμόσφαιρα, λαμβάνει μετρήσεις για θερμοκρασία, πίεση και σχετική υγρασία. Οι αισθητήρες στην ραδιοσόνδα συνδέονται σε ένα ραδιοφωνικό μεταдатικό 300-μιγιαβάτ που στέλνει δεδομένα σε έναν επίγειο δέκτη με ραδιοφωνική συχνότητα που κυμαίνεται από 1668,4 έως 1700,0 MHz. Οι ραδιοσόνδες μένουν στην πτήση περίπου δύο ώρες και μπορούν να ταξιδέψουν έως 115.000 πόδια. Περίπου 75.000 ραδιοσόνδες απελευθερώνονται από την Εθνική Υπηρεσία Μετεωρολογίας κάθε χρόνο, και μόνο περίπου το 20% τους βρίσκονται, επιστρέφουν και χρησιμοποιούνται ξανά.
Σύμφωνα με το Τμήμα Ενέργειας των ΗΠΑ, η ατμοσφαιρική πίεση μετράται σε ίντσες υδραργύρου ή μιλιβάρ (mb). Οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν βαρόμετρα για μέτρηση ατμοσφαιρικής πίεσης, η οποία τους βοηθάει να προβλέψουν μετεωρολογικά πρότυπα. Πριν από έναν κυκλώνα και βροχοπτώσεις γενικά, η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται σημαντικά. Συστήματα χαμηλής πίεσης στο Μέσο Δυτικό μπορεί να είναι σημάδι επερχόμενης καταιγίδας. Τα υδραργυρικά βαρόμετρα είναι ένας από τους πιο βασικούς τύπους μετεωρολογικής τεχνολογίας και έχουν χρησιμοποιηθεί από τότε που ο Τοριτσέλλι, μαθητής του Γαλιλαίου, τα εφεύρε το 1643, σύμφωνα με το Barometerfair.com.
