1.太阳能的转化——风的能量
空气流动所形成的动能称为风能。实际上，风能是太阳能的一种转化形式。
太阳辐射使地球表面受热不均衡，从而导致大气层中压力分布不均。在不同地区，所产生的压力不同，因而形成了所谓的压力差，最终使空气沿水平方向从高压区域向低压地区流动形成风。对于风能的利用形式，一般是把大气运动的功能转化为其他形式的能。
我们知道，地球表面的热量来自太阳辐射。一般情况下，太阳高度角越大，日照时间越长，地面接收到的热量就越多。在低纬地区，由于太阳高度角大、日照时间长、太阳辐射强度大，地面和大气接受的热量相对就比较多，温度也较高。与此相反，在高纬地区，由于太阳高度角小，日照时间短，所以地面和大气接受的热量就小，温度也低。由此可知，因纬度差异而产生的温度差异，指的就是南北之间的气压梯度。在气压梯度力的作用下，空气做水平运动。由于气压梯度力是垂直于等压线的，所以风应该沿水平气压梯度方向从高压吹向低压。但由于受到地球自转的影响，空气水平运动会发生偏向的力，我们称之为地转偏向力。地转偏向力在北半球向右偏，在南半球向左偏。所以最终影响地球大气运动的力是气压梯度力和地转偏向力的合力。
实际上，地面大气流动也不仅仅受气压梯度力和地转偏向力的影响，它受海洋、地形的影响也比较大。如山隘和海峡不仅能改变气流运动的方向，还能使风速增大；而丘陵、山地因对风形成一个很大的摩擦力，所以能使风速减小。不过，孤立的山峰却因海拔高反而使风速增大。因而，风向和风速的时空分布是比较复杂的。
另外，海陆差异对气流运动的影响也比较显著。在冬季，大陆气温比海洋低，大陆气压比海洋高，所以冬季的风一般是从大陆吹向海洋。夏季则恰恰相反，这时大陆气温比海洋高，大陆气压比海洋低，所以在夏季风从海洋吹向大陆。这种风随着季节的不同而转换，我们称之为季风。海陆风的形成与此类似。白昼时，大陆上的气流受热膨胀上升至高空流向海洋，到海洋上空后再冷却下沉，这样，近地层海洋的气压就会高于大陆气压，所以海洋上的气流吹向大陆，以补偿大陆的上升气流，称为海风。到了夜间（冬季），则与此相反，低层风从大陆吹向海洋，我们称之为陆风。在山区，由于热力原因，白天风从谷地吹向平原或山坡，我们称之为谷风；夜间风又从平原或山坡吹向谷底，我们称之为山风。谷风和山风的形成原因主要是：白天山坡吸热快，温度高于山谷上方同高度的空气温度，坡地上的暖空气从山坡流向谷地上方，谷地的空气则沿着山坡向上补充流失的空气，这时由山谷吹向山坡的风，就会形成谷风。到夜间山坡辐射冷却温度降低，它降温的速度比同高度的空气要快得多，所以冷空气就会沿坡地向下流入山谷，形成山风。当太阳辐射能穿越地球大气层时，就会有一部分能量直接被大气吸收，其中一小部分转化为空气的动能。此外，由于热带比极带吸收的太阳辐射能多，因而它们之间的大气压力差导致空气流动而形成风。
2.划分等级——风的分类
风速是指空气在单位时间内流动的水平距离。根据风对地上物体所引起的现象，人们将风的大小分为13个等级，称为风力等级，简称风级。
在天气预报中，我们常常听到风力多少级的预报。这里所说的风力就是用来描述风速大小的。1805年，英国人F。蒲福拟定了“蒲福风级”，他将风力分为13个等级，即0～12级。到1946年，风力等级从12个增加到18个，即0～17级。
3.从何处来——风向
在气象上，风向是指风吹来的方向。来自北方的风，我们称之为北风；来自东方的风我们称之为东风。气象台预报风向时，当风向在某个方位左右摆动难以确定的时候，则在风的方向前加一个“偏”字，如偏北风。当风力很小时，多采用“风向不定”来加以说明。
一般情况下，风向的测量单位是用方位来表示的。如在陆地上，通常用16个方位表示；海上多用36个方位表示；在高空则多用角度表示。用角度表示风向就是把圆周分成360度，北风（N）为0度（即360度），东风（E）为90度，南风（S）为180度，西风（W）为270度，其余的风向都可以由此计算出来。
为了表示某个方向的风出现的频率，通常用风向频率这个量，它是指一段时间（一般是一年或者一月）内某方向的风出现的次数和各方向的风出现的总次数的百分比。计算公式如下：
风向变化=某风向出现次数/风向的总观测次数×100%
根据计算出来的风向频率，我们可以知道某一地区哪种风向比较多，哪种风向比较少。观测发现，在我国华北、长江流域、华南及沿海地区的冬季多刮偏北风（北风、东北风、西北风），夏季多刮偏南风（南风、东南风、西南风）。
风向标是测定风向的仪器之一，它的高度一般离地面10～12米，如果附近有障碍物的话，它的安置高度至少要比障碍物高6米以上，而且指北的短棒要正对北方。风向箭头指在哪个方向，就表示当时刮的什么风。一般，测风器上还有一块长方形的风压板，风压板旁边装一个弧形框子，框上有长短齿。风压板扬起所过长短齿的数目，是用来表示风力大小的。现在，气象台站普遍采用的是我国自行设计制造的EIJ型电接风向风速计。