天氣預報的準確性受到多種因素的影響：
天氣類型、時空尺度和預報時效。不同類型的天氣或天氣要素（如溫度、雨、風、溼度）的可預報性不同，例如，雷陣雨等局地突發性天氣的可預報性較低。不同時空尺度（大尺度或小尺度）和預報提前量也會影響可預報性。簡而言之，要預報的時間尺度越大，可預報的空間尺度就越大，反之亦然。
數值計算過程中的誤差。天氣預報是基於數值計算，通過代入各種變量（如氣溫、氣壓、風速等）的方程組來預測未來天氣。由於每個變量都存在誤差，這些誤差在計算過程中會被持續放大，導致預報結果偏離實際。
大氣系統的複雜性。大氣是一箇包含衆多變量和方面的複雜系統，著名的“蝴蝶效應”表明，即使初始值的微小變化也可能導致最終結果的巨大差異。
預報員的預測方式。氣象預報員在預測時，傾向於多報以避免漏報，這意味着只要有很小的可能性會下雨，預報就會是有雨。
預測範圍的問題。天氣預報通常是針對一箇範圍而非特定局部地區，例如，在一箇10平方公里的範圍內，可能會出現一半下雨一半不下雨的情況，這也會導致部分人認爲天氣預報不準確。
此外，人類對於大氣運動的瞭解尚不完全，因此無法實現天氣預報100%的準確率。