数值天气预报（Numerical Weather Prediction）是指根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。简单而言就是用数学方法构建方程，将气象数据和边界参数导入方程求解，从而预测大气变化和状态的科学。其业务流程大致为：气象数据收集和预处理、数值天气预报流程、综合数值天气预报、天气学、统计学等输出预报结果。
数值天气预报是典型的计算密集型应用(Computing-Intensive)，与经典的以天气学方法作天气预报不同，它是一种定量和客观的预报，正因如此，数值天气预报首先要求建立一个较好的反映预报时段的（短期的、中期的）数值预报模式和误差较小、计算稳定并相对运算较快的计算方法；其次，由于数值天气预报要利用各种手段（常规观测、雷达观测、船舶观测、卫星观测等）获取气象资料，因此，必须恰当地作气象资料的调整、处理和客观分析；第三，由于数值天气预报的计算数据非常之多，很难用手工或小型计算机去完成，因此，开展数值天气预报必须依托具有极强计算能力的超级计算机。
