Vremenski instrument je vsaka vrsta merilne naprave, ki daje informacije o vremenu. Meteorologi in ljubitelji uporabljajo številne različne vrste vremenskih instrumentov za merjenje točnih informacij o trenutnem podnebju in pomoč pri napovedovanju prihodnjega vremena. Vremenski instrument je lahko tako preprost kot termometer ali tako zapleten kot digitalna ročna naprava, ki meri sončno sevanje.
Ena pogosta vrsta vremenskih instrumentov meri lastnosti vetra. Vremenska lopatica je običajno postavljena na visoko, neovirano mesto in ima stilizirano puščico, ki je obtežena na zadnji strani. Ko piha veter, se puščica vrti do točke v smeri, v katero piha veter. Obstajajo tudi naprave, ki merijo hitrost vetra, običajno imenovane anemometri. Nekateri anemometri imajo strukturo z več kraki, ki se lahko vrtijo v vetru; merjenje hitrosti vetra je razvidno iz odčitavanja rotacijskega vrtenja rok. Najvišja hitrost vetra, ki jo je kdaj zabeležil anemometer, se je zgodila 12. aprila 1934 v observatoriju Mount Washington v New Hampshiru. Glede na anemometer in zelo presenečenega tehnika, ki so ga poslali, da ga odčita, je veter pihal z rekordno hitrostjo 231 milj na uro (371.75 kilometra na uro).
Termometri so izjemno pomembni za merjenje temperature zraka. Ta vremenski instrument za meteorološke namene uporablja lestvico Fahrenheita ali Celzija. Večina termometrov je steklena žarnica, ki sega v dolgo, tanko cev. Žarnica je napolnjena z živim srebrom, ki širi, segreje. Razširitev sili živo srebro iz žarnice v cev, ki je označena s temperaturno lestvico. Ne glede na stopnjo, ki jo doseže živo srebro, določa temperaturo.
Vlažnost je vremenska lastnost, ki opisuje količino vlage ali vodne pare v zraku. Vremenski instrument, ki se uporablja za merjenje vlažnosti, se imenuje higrometer. Higrometri so na voljo v več različnih vrstah: psihrometer meri razliko v temperaturi med vlažno in suho žarnico, medtem ko kondenzacijski higrometer uporablja ogledalo, ki lahko zazna točko, na kateri se megla kondenzira na ogledalu.
Ko vremenar komentira, da je mesto prejelo pet centimetrov dežja, temelji na napravi, znani kot dežemer. Ena najpreprostejših vrst dežnih merilnikov vključuje ravnilo ali merilno napravo, obešeno v ozki posodi. Ko se dež nabira v posodi, lahko količino dežja izmerimo s sklicevanjem na ravnilo. Pomembno je, da je dežemer nameščen na odprtem območju; zavetje, ki ga dajejo drevesa ali strehe, bo zmanjšalo količino dežja, ki pride v posodo, zaradi česar bo odčitavanje netočno.